1、移动无线网络模拟器移动无线网络模拟器我是学生我是学生,计算机网络课程的理论难懂计算机网络课程的理论难懂,实验又缺乏设备实验又缺乏设备,闹心闹心?!?!我是教师我是教师,怎样将抽象的通信网络理论生怎样将抽象的通信网络理论生动地表达出来动地表达出来,激发学生的学习兴趣激发学生的学习兴趣?一、项目背景一、项目背景作为网络集成供应商作为网络集成供应商,为客户提供的方案为客户提供的方案是否可行是否可行,怎样验证怎样验证?并展示效果并展示效果?作为公司网管作为公司网管,公司要升级网络公司要升级网络,怎怎么检验一下设计的方案是否可行呢么检验一下设计的方案是否可行呢?在教学工作中，在企业应用中，迫切需要先进的
2、网络模拟技术，在设备、资源不足的情况下，模拟真实的网络环境，并且生动形象地显示网络运行效果。项目有效地解决了这些难题。1、研究基础 为了保证此项目的先进性、可扩充和发展性；我们开发的基础是NS3网络模拟工具。NS3是美国华盛顿大学托马斯教授及其领导小组在美国自然科学基金的支持下，开发的一个全新的网络模拟工具。后来有法国、日本的研究机构参与这个项目。并建立了一个社区联盟。以NS3为依托,保证了项目的先进性和可扩充性。二、研究基础与内容二、研究基础与内容2、系统架构应用层应用层Application应用层应用层Application协议堆栈层协议堆栈层Protocol stack 网络设备层网络设
3、备层NetDevice信道信道channel协议堆栈层协议堆栈层Protocol stack网络设备层网络设备层NetDevice信道信道channel图图1 1 内部设计层次架构内部设计层次架构ProtocalProtocal stacksstacks图图2 2 网络节点结构网络节点结构3、技术特点移动网络层移动网络层MACMAC层层移动物理层移动物理层移动信道移动信道发送数据发送数据发送包发送包按队列发送按队列发送接受数据接受数据接受数据或报错接受数据或报错向上传送向上传送图图3 3 移动无线网络设备结构移动无线网络设备结构发送（数据包、目的地址、协议）发送（数据包、目的地址、协议）向上传
4、送向上传送DCFDCF协调协调功能管理功能管理侦侦听听侦听、允许通知侦听、允许通知图图4 4 改进改进TCPTCP所所支持支持“慢启动（慢启动（slow startslow start）算法）算法”图图5 AODV5 AODV路由协议的优化与改进路由协议的优化与改进7 在移动无线网络模拟器在移动无线网络模拟器上模拟具体的网络，看上模拟具体的网络，看其演示的效果并分析网其演示的效果并分析网络性能（数据传送速率、络性能（数据传送速率、丢包率、平均延迟等）丢包率、平均延迟等）指标。指标。3.1 3.1 设置场景、模拟网络、分析性能指标设置场景、模拟网络、分析性能指标三、实现功能三、实现功能（1）传输
5、速率对比（2）丢包率对比（3）平均延迟对比固定变量因变量因变量取值范围节点数50600*1500拓扑区域数据链接数10发包速率2048bit/s能量7.5节点移动速度10203040场景场景1 1 节点移动速度对网络性能的影响节点移动速度对网络性能的影响图2（1）传输速率对比（2）丢包率对比（3）平均延迟对比固定变量因变量因变量取值节点最大移动速度20米/s节点数50发包速率2048bit/s600*1500拓扑区域数据链接数10节点能量5101520场景场景2 2 节点能量变化对网络性能的影响节点能量变化对网络性能的影响 在在企业网络运行企业网络运行过程过程中，中，经常会遇到一些问题经常会遇
6、到一些问题，可以模拟网络运行情况，可以模拟网络运行情况，根据运行效果和跟踪数，根据运行效果和跟踪数据据分析网络性能，找出解分析网络性能，找出解决问题的方法。决问题的方法。3.2 3.2 模拟企业网络、分析数据、解决问题模拟企业网络、分析数据、解决问题 在教科研工作中在教科研工作中,在创在创新型企业应用中新型企业应用中,如果有些新如果有些新的设计或创意的设计或创意,对协议做一些对协议做一些改进改进;可以在此模拟器上进行可以在此模拟器上进行模拟仿真，并验证修改的合模拟仿真，并验证修改的合理性理性;并根据跟踪数据分析改并根据跟踪数据分析改动后对网络性能指标的影响。动后对网络性能指标的影响。3.3 3
7、.3 新设计或创意模拟仿真，验证合理性新设计或创意模拟仿真，验证合理性图图6 6 数据包抵达率比较数据包抵达率比较图图7 7 数据包平均延时比较数据包平均延时比较 项目实施过程发表研究论文项目实施过程发表研究论文3 3篇：篇：1 1 陈运海陈运海.基于基于NS3NS3无线自组网的仿真实现无线自组网的仿真实现 J.J.电脑知识与技术电脑知识与技术,2014,2014，(12)(12)：8365-83678365-83672 2 陈运海陈运海.移动无线网络中移动无线网络中TCPTCP拥塞窗口控制机制拥塞窗口控制机制的仿真实现的仿真实现J.J.信息通信，信息通信，20152015,(3)(3):20
8、7:207-2102103 3 陈运海陈运海.移动自组网移动自组网AODVAODV路由协议的优化与仿路由协议的优化与仿真真J.J.电脑知识与技术，电脑知识与技术，2 2016016,(3)(3):39:39-41-414.1 4.1 发表研究论文发表研究论文四、研究成果四、研究成果144.2 4.2 校企合作及评价校企合作及评价（1 1）深圳市联特微电脑信息技术有限责任公司）深圳市联特微电脑信息技术有限责任公司（2 2）深圳市旭网时代有限公司）深圳市旭网时代有限公司（3 3）孙悟空互联网科技有限责任公司）孙悟空互联网科技有限责任公司 适合于我们这样的科适合于我们这样的科技企业进行员工培训，技企
9、业进行员工培训，网络设计方案的验证及网络设计方案的验证及科技创新设计的验证。科技创新设计的验证。针对此问题，提出了针对此问题，提出了解决方案，通过更改滑解决方案，通过更改滑动窗口协议，使数据流动窗口协议，使数据流动平滑有序，避免拥堵。动平滑有序，避免拥堵。该项目成果应用最新该项目成果应用最新的网络模拟技术，对客的网络模拟技术，对客户的特殊要求，能进行户的特殊要求，能进行有效模拟。有效模拟。网络集成供应商应用网络的公司科技创新企业五、总结五、总结 研究的成果和研究过程中的模拟实验，在成果受益面方面主要体现在以下四个方面：（1）在教学方面，可以满足通信网络应用专业的发展。由于用模拟器显示优化后的路由协议效果，可以引领学生对网络路由协议更直观、更深入的了解；（2）在无线网络路由协议研究方面，可以搭建一个平台，供本专业教师及本行业同行在本方向有更深入的研究和发展。（3）在商业领域应用方面，特别在实施网络设计规划阶段，通过此无线自组网模拟器，可以模拟网络设计方案的运行效果，检验其网络性能指标（吞吐率、数据包抵达率、平均网络延迟等）是否符合实际应用需求。（4）在创新型企业应用方面，特别在协议的改进方面，提供一些方案，并在此模拟器上检验这些方案的运行情况，记录下运行过程，分析此方案的对网络性能的影响。促进本行业更进一步发展。系统起点高,并且能够不断发展和扩充。
