摘 要

随着网络技术的发展，研究人员不断开发出新的网络协议、算法和应用，然而由于网络的不可控、易变和不可预测等特性的存在，给新的网络方案的验证、分析和比较带来了极大的困难。虽然构建试验床(Testbed)可以部分解决此类问题，但是试验床的造价高昂，且对大规模网络试验的支持较差。在这种情况下，模拟就成了最佳可供选择的测试、评估和验证手段之一。NS2正是这样一种网络模拟平台。它不仅是免费的，源代码公开的，而且具有良好的可扩展性，所以被广泛使用。在使用NS2进行模拟过程中，会产生模拟记录——Trace。而对于Trace的分析是研究人员做出测试、评估和验证结论的依据。

本文设计并实现了“trace 文件分析系统”，以NS2模拟产生的Trace文件为数据处理对象，分析了网络模拟中的吞吐量、端到端延迟、往返时延、丢包率等重要网络性能指标，能够将分析结果以图形化的方式显示出来。

关键词：网络模拟、Trace、NS2

Abstract

With the development of network technology, researchers continue to develop new network protocols, algorithms and applications, but because the network does not control, such as volatile and unpredictable characteristics of existence, to the new network program verification, analysis and comparison withto great difficulties.While the test bed constructed (Testbed) can partially solve this problem, but the high cost of test bed, and the support of large-scale network test is poor.In this case, the simulation becomes the best choice for testing, evaluation and verification means.NS2 simulation platform is such a network.It is not only free,opening source code,but also has good scalability.It is widely used.NS2 simulation using the process, will produce analog recording - Trace.For Researchers Trace analysis is to make testing, evaluation and validation conclusions are based.Designed and implemented a "trace file analysis system" to NS2 Trace File is generated simulation data processing, an analysis of network simulation throughput, end to end delay, round-trip delay, packet loss rate and other important network performance, the analysis results can be graphically displayed.
Keywords: network simulation, Trace, NS2

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪言 1

1.1 课题背景及意义 1

1.2 课题现状 1

第二章 相关技术概述 3

2.1 系统设计思想 3

2.2 系统开发工具及相关理论知识 3

2.2.1计算机仿真技术 3

2.2.3 MATLAB简介 8

第三章 系统分析与设计 11

3.1需求分析 11

3.1.1系统目标 11

3.1.2 开发环境 11

3.1.3功能需求 11

3．2系统设计 12

3.2.1各层概述 12

3.2.2性能参数 14

第四章 系统实现 15

4．1 主界面的实现 15

4．2 分析时延的功能的实现 16

4．3 分析吞吐量的功能的实现 18

4．4 分析时延抖动的功能的实现 21

4．5 分析丢包率的功能的实现 24

第五章 系统测试 26

5.1测试目标 26

5.2测试方法 26

5.3测试过程 27

总结 32

致谢 33

参考文献 34

第一章 绪言

1.1 课题背景及意义

随着 Internet 的迅猛发展，网络规模和复杂性的迅速增加，网络究人员一方面要不断思考新的网络协议和算法为网络发展做前瞻性的基础研究；另一方面也要研究如何利用和整合现有的网络资源，络达到最高效能。无论是哪一方面都需要对新的网络方案进行验证和分析。分析方法的有效性和精确性受假设的限制很大。实验方法的局于成本很高，实验床的规模很难做到很大，不能实现网络中的多种通信流量和拓扑的融合。而模拟方法在很大程度上可以弥补前两种方法的不足。NS-2是美国DARPA 支持的项目VINT(the Virtual InterNet Tested)中的基础和核心部分。由USI/ISI, Xerox PARC, LBNL和UC Berkeley 这些美国大学和实验室合作研究开发，其目的在于建立一个网络仿真平台，为网络研究人员提供一系列的仿真工具，来实现新的网络协议的设计和实现。

1.2 课题现状

而今是一个全球化的时代，通信的进步使得国与国之间的关系越来越亲密。实时Internet连接的一些新应用例如需要的声音、视频和视频流这些基于internet协议的，这就对internet协议服务质量（IP QoS）要有非常高的要求。影响网络的协议服务质量的主要是延时、吞吐率、包丢失和延时抖动等重要的参数。对这些参数是不能一视同仁的，那是因为不同的数据传输需要有不同的服务要求。在数据对延时敏感时通信优先权就有需求了，在反应时间上会比对延时不敏感的数据被给予更高的优先权。带宽的限制造成了数据优先权问题。

基于这样的现状，找到一个改进IP底层构造来支持必需的QoS的方法成为了研究和开发的必要。虽然能够提供优先服务的方法有很多，但是其中最关键的并不是使路由器增加负担，而是允许Internet协议提供新的应用类型。为了提供IP QoS，Internet工程特别委员会（IEIF）提出了区分服务（DiffServ）和多协议标签转换（MPSL）系统。该系统提供QoS是通过把通信分为不同的类型来实现的。MPLS是基于标签的，用一个表示其类型的代号来标记数据包，据此来有序安排数据包。

第二章 相关技术概述

2.1 系统设计思想

该论文的设计主要是实现对NS2仿真后生成的trace file进行分析，也就是先从trace文件中读取相应的仿真数据，然后进行吞吐量、丢包率、时延抖动等网络性能的分析。

2.2 系统开发工具及相关理论知识

2.2.1计算机仿真技术

系统仿真是近30年才发展起来的一门新兴技术学科，它涉及到各个专业理论与技术，如系统分析、控制管理、信号处理、图像处理、计算方法等。当在实际系统上进行试验研究比较困难，或者无法实现时，仿真技术就成了必不可少的工具。仿真技术在科学研究、教育训练和工程实践等方面都发挥着重大作用，应用前景十分广阔。

系统仿真，通俗地说，就是进行模型实验，它是指通过系统模型实验去研究一个已经存在了的或者正在设计的系统的过程。系统仿真，它不是对原型的简单再现，而是按照研究的侧重点对系统进行提炼，以利于研究者抓住问题的本质，这种建立在模型系统上的实验技术，称为仿真技术或模拟技术。