四川大学-无线网络技术-lab2试验告

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1、?无线网络技术?仿真实验报告实验二：隐藏节点仿真、暴露节点仿真专业班级：6 班姓 名：张柯岩学 号： 2021141463115指导教师：评阅成绩：评阅意见：提交报告时间：2021年5月25 日目录1、实验目的 2、实验内容 3、实验环境 4、 实验步骤 5、仿真现象描述与结果分析6、实验遇到的问题7、实验总结实验 1 隐藏节点仿真、实验目的1. 掌握无线网络中隐藏节点问题的本质2. 利用 NS2 仿真隐藏节点问题二、实验内容利用NS2仿真隐藏节点问题,分析比拟在有RTS/CTS限制帧和无RTS/CTS限制帧的情况 下的仿真结果,并分析隐藏终端问题如何得到解决.四、实验环境Cygwin + n

2、s-allinone-2.35 ,且已安装相应的模块； XWin五、实验步骤1. 在 ns-allinone-2.35 中安装 mUDP 模块2. 将 Hidden_Terminal.tcl 复制到脚本目录 WNT/3.5.1 下3. 在相应目录下输入 ns Hidden_Terminal.tcl ,得出结果.4如果想看NAM仿真动画,那么先startxwin运行XWin,然后输入代码得出结果.六、仿真现象描述与结果分析包括实验截图1.有RTS/CTS空制帧 s 1.503128000 _0_ MAC r 1.503480500 _1_ MAC s 1.503490500 _1_ MAC r

3、1.503795000 _0_ MAC s 1.503805000 _0_ MAC s 1.508000000 _0_ AGT r 1.512429500 _1_ MAC s 1.512439500 _1_ MAC r 1.512454500 _1_ AGT- 0 RTS 44 242e 1 0 0- 0 RTS 44 242e 1 0 0- 0 CTS 38 22f4 0 0 0- 0 CTS 38 22f4 0 0 0- 3 cbr 1078 13a 1 0 800- 4 cbr 1000 0 0 0 0 - 3 cbr 1020 13a 1 0 800- 0 ACK 38 0 0 0 0

4、- 3 cbr 1020 13a 1 0 800 -0:0 1:0 32 1 0 0 00:0 1:0 32 0 1 0 00:0 1:0 32 1 0 1 00:0 1:0 32 1 0 1 0r 1.512744000 _0_ MAC - 0 ACK 38 0 0 0 0节点0向节点1发送了一个RTS包.节点1空闲,所以在收到节点0的RTS包后,向节点0发送了一个CTS包,告诉节点0可以开始传输数据,同时也告诉节点1范围内的其他节点不 要有传输操作.之后不断重复此过程,节点 0 向节点 1 发送数据包.s 2.000000000 _2_ AGT- 66 cbr 100000 0 02:01

5、:132 0 0 0 0s 2.004000000 _0_ AGT- 67 cbr 100000 0 00:01:032 0 63 0 0s 2.008000000 _2_ AGT- 68 cbr 100000 0 02:01:132 0 1 0 0D 2.008000000 _2_ IFQ ARP 66 cbr 1020 0 0 2 8002:0 1:1 32 1 0 0 0r 2.008609500 _1_ MAC - 53 cbr 1020 13a 1 0 8000:0 1:0 32 1 50 1 0s 2.008619500 _1_ MAC - 0 ACK 38 0 0 0 0r 2.

6、008634500 _1_ AGT - 53 cbr 1020 13a 1 0 8000:0 1:0 32 1 50 1 0r 2.008924000 _0_ MAC - 0 ACK 38 0 0 0 0s 2.009094000 _2_ MAC - 0 ARP 86 0 ffffffff 2 806REQUEST 2/2 0/1s 2.009174000 _0_ MAC - 0 RTS 44 242e 1 0 0D 2.009174500 _1_ MAC COL 0 RTS 44 242e 1 0 0D 2.009782500 _1_ MAC COL 0 ARP 86 0 ffffffff

7、2 806REQUEST 2/2 0/1节点2试图与节点1进行通信,然而节点1正与节点0进行通信,无法响应节点2的通信请 求,然后导致节点 2不断的在丢包.s 2.085867000 _2_ MAC r 2.086219500 _1_ MAC s 2.086229500 _1_ MAC r 2.086534000 _2_ MAC s 2.086544000 _2_ MAC s 2.088000000 _2_ AGT s 2.092000000 _0_ AGT r 2.095168500 _1_ MAC-0 RTS 44 242e 1 2 0-0 RTS 44 242e 1 2 0-0 CTS

8、38 22f4 2 0 0-0 CTS 38 22f4 2 0 0-84 cbr 1078 13a 1 2 800-88 cbr 1000 0 0 0 0-89 cbr 1000 0 0 0 02:0 1:1 32 1 9 0 02:0 1:1 32 0 11 0 00:0 1:0 32 0 74 0 02:0 1:1 32 1 9 1 0-84 cbr 1020 13a 1 2 800 s 2.095178500 _1_ MAC - 0 ACK 38 0 2 0 0r 2.095193500 _1_ AGT - 84 cbr 1020 13a 1 2 8002:0 1:1 32 1 9 1

9、0之后节点2与节点1握手成功开始通信,节点2开始向节点1发送数据包,节点2丢包现象 消失.之后节点0想要和节点1通信,由于节点1正与节点2通信,所以通信失败,也开始丢包. 之后节点0与节点1通信过后,丢包现象缓解但依然存在,而节点2开始丢包.整个网络中的丢包现象由于有 RTS限制,不是特别严重.1.没有RTS/CTS空制帧0 ARP 86 0 ffffffff 0 8060 ARP 28 0 ffffffff 0 8060 ARP 86 13a 0 1 806-0 ARP 28 13a 0 1 806-0 ACK 38 0 1 0 00 ACK 38 0 1 0 00直接开始向节点s 1.50

10、0415000 _0_ MAC r 1.501103500 _1_ MAC s 1.501318500 _1_ MAC r 1.502007000 _0_ MAC s 1.502021000 _0_ MAC r 1.502321500 _1_ MAC没有RTS/CTS限制帧时,节点-REQUEST 0/0 0/1 -REQUEST 0/0 0/1 REPLY 1/1 0/0 REPLY 1/1 0/01传输数据s 2.000000000 2 AGTs 2.000135000 _2_ MACD 2.000135500 1 MACD 2.000823500 _1_ MAC s 2.00152000

11、0 _0_ MAC s 2.004000000 _0_ AGT s 2.008000000 2 AGTD 2.008000000 2 IFQs 2.008115000 _2_ MAC D 2.008115500 1 MACD 2.010144500 _1_ MAC s 2.011252000 _0_ MAC s 2.012000000 0 AGT-66 cbr 1000 0 0 0 02:0 1:1 32 0 0 0 0-0 ARP 86 0 ffffffff 2 806REQUEST 2/2 0/1COL 56 cbr 1078 13a 1 0 8000:0 1:0 32 1 53 0 0C

12、OL 0 ARP 86 0 ffffffff 2 806REQUEST 2/2 0/1-56 cbr 1078 13a 1 0 8000:0 1:0 32 1 53 0 0-67 cbr 1000 0 0 0 00:0 1:0 32 0 63 0 0-68 cbr 1000 0 0 0 02:0 1:1 32 0 1 0 0ARP 66 cbr 1020 0 0 2 8002:0 1:1 32 1 0 0 0-0 ARP 86 0 ffffffff 2 806REQUEST 2/2 0/1COL 0 ARP 86 0 ffffffff 2 806REQUEST 2/2 0/1COL 56 cb

13、r 1078 13a 1 0 8000:0 1:0 32 1 53 0 0-56 cbr 1078 13a 1 0 8000:0 1:0 32 1 53 0 0-69 cbr 1000 0 0 0 00:0 1:0 32 0 64 0 0s 2.016000000 _2_ AGT - 70 cbr 1000 0 0 0 02:0 1:1 32 0 2 0 0D 2.016000000 _2_ IFQ ARP 68 cbr 1020 0 0 2 8002:0 1:1 32 1 1 0 02s时节点2也开始向节点1发送数据,与此同时节点0也在发送,于是不断的发生丢包事件.最后随着网络负担变重,两个

14、节点都开始疯狂丢包,网络环境变得极差.riiami： Hidden, Terminal.nam七、实验遇到的问题开始观察Trace代码时无法很好的理解 RTS/CTS勺代码意义和作用,以及它们的实现方 式.在观察完NAM动画仿真后,结合 Trace代码,理解了 RTS/CTS的意义,并明白了隐藏 节点的解决方法.八、实验总结有无RTS/CTS限制帧的具体分析见上.可以清楚的通过过程的比拟得到,在有RTS/CTS限制帧的网络环境中,如果存在隐藏节点问题,可以较好的进行解决和优化,减轻网络负担和压力,优化网络环境.而没有使用 RTS/CTS制帧的网络环境中,由于隐藏节点的存在,不断的产生数据冲突,

15、不仅加重了网 络的负担,还使得很多冲突数据不可用,是一个很严重的问题.隐藏终端的问题,通过RTS/CTS限制帧解决,通过通知传送范围内的其他节点不要有动 作,来防止发送冲突.实验 2 暴露节点仿真一、实验目的1. 掌握暴露节点问题的本质2利用NS2仿真实现暴露节点问题二、实验内容利用NS2仿真暴露节点问题,分析比拟在有RTS/CTS限制帧和无RTS/CTS限制帧的情况 下的仿真结果.四、实验环境Cygwin + ns-allinone-2.35,且已安装相应的模块； XWin五、实验步骤1. 在 ns-allinone-2.35 中安装 mUDP 模块2. 将 Exposed_Terminal

16、.tcl 复制到脚本目录 WNT/3.5.2 下3. 在相应目录下输入 ns Exposed_Terminal.tcl,得出结果.4. 如果想看NAM仿真动画,那么先startxwin运行XWin ,然后输入代码得出结果.六、仿真现象描述与结果分析包括实验截图r 1.512413333 _0_ AGTr 1.512702667 _1_ MAC节点0与节点1进行通信,节点1:0 0:0 32 0 0 0 01:0 0:0 32 0 1 0 01:0 0:0 32 0 0 1 01:0 0:0 32 0 0 1 01向节点0传输数据包.1.有 RTS/CTS制帧 s 1.503087333 _1_

17、 MAC r 1.503439667 _0_ MAC s 1.503449667 _0_ MAC r 1.503754000 _1_ MAC s 1.503764000 _1_ MAC s 1.508000000 _1_ AGT r 1.512388333 _0_ MAC s 1.512398333 _0_ MAC-0 RTS 44 242e 0 1 0-0 RTS 44 242e 0 1 0-0 CTS 38 22f4 1 0 0-0 CTS 38 22f4 1 0 0-4 cbr 1078 13a 0 1 800-5 cbr 1000 0 0 0 0-4 cbr 1020 13a 0 1

18、800-0 ACK 38 0 1 0 0-4 cbr 1020 13a 0 1 800-0 ACK 38 0 1 0 0s 2.000000000 _2_ AGT s 2.004000000 _1_ AGT s 2.008000000 _2_ AGT D 2.008000000 _2_ IFQ r 2.008155000 _0_ MAC s 2.008165000 _0_ MAC r 2.008180000 _0_ AGT r 2.008469333 _1_ MAC s 2.008579000 _2_ MAC r 2.009267333 _1_ MAC r 2.009267333 _3_ MA

19、C s 2.009442333 _3_ MAC s 2.009617333 _1_ MAC-67 cbr 1000 0 0 0 0-68 cbr 1000 0 0 0 0-69 cbr 1000 0 0 0 0-ARP 67 cbr 1020 0 0 2 800-54 cbr 1020 13a 0 1 800-0 ACK 38 0 1 0 0-54 cbr 1020 13a 0 1 800-0 ACK 38 0 1 0 0-0 ARP 86 0 ffffffff 2 806-0 ARP 28 0 ffffffff 2 806-0 ARP 28 0 ffffffff 2 806-0 RTS 44

20、 52e 2 3 0-0 RTS 44 242e 0 1 02:0 3:0 32 0 0 0 01:0 0:0 32 0 63 0 02:0 3:0 32 0 1 0 0- 2:0 3:0 32 3 0 0 01:0 0:0 32 0 50 1 01:0 0:0 32 0 50 1 0REQUEST 2/2 0/3REQUEST 2/2 0/3REQUEST 2/2 0/3D 2.009617667 _2_ MAC COL 0 RTS 44 52e 2 3 02s时节点2想要发送数据,但是在其接受范围内的节点1正在传输数据,节点 2收到了节点1的RTS包,以为网络正忙,无法传输数据,不断的在丢

21、包.露节点,尝试发送数据.可见节点3收到了数据,没有产生数据冲突.s 2.354632333 _2_ MAC r 2.354984667 _3_ MAC s 2.354994667 _3_ MAC r 2.355299000 _2_ MAC s 2.355309000 _2_ MAC s 2.356000000 _1_ AGT s 2.360000000 _2_ AGT r 2.363933333 _3_ MAC s 2.363943333 _3_ MAC r 2.363958333 _3_ AGT s 2.364000000 _1_ AGT r 2.364247667 _2_ MAC 节点2

22、不断的收到节点-0 RTS 44 242e 3 2 0-0 RTS 44 242e 3 2 0-0 CTS 38 22f4 2 0 0-0 CTS 38 22f4 2 0 0-117 cbr 1078 13a 3 2 8002:0 3:0 32 3 25 0 0-156 cbr 1000 0 0 0 01:0 0:0 32 0 107 0 0-157 cbr 1000 0 0 0 02:0 3:0 32 0 45 0 0-117 cbr 1020 13a 3 2 8002:0 3:0 32 3 25 1 0-0 ACK 38 0 2 0 0-117 cbr 1020 13a 3 2 8002:

23、0 3:0 32 3 25 1 0-158 cbr 1000 0 0 0 01:0 0:0 32 0 108 0 0-0 ACK 38 0 2 0 01的RTS包,但是并没有收到相对应的CTS包,因此推测节点1是暴之后节点1向节点0发送数据,节点2向节点3发送数据,不再产生丢包现象,也没有产生 冲突.1.没有RTS/CTS空制帧s 1.502410667 _1_ MAC - 4 cbr 1078 13a 0 1 8001:0 0:0 32 0 0 0 0s 1.508000000 _1_ AGT - 5 cbr 1000 0 0 0 01:0 0:0 32 0 1 0 0r 1.5110350

24、00 _0_ MAC - 4 cbr 1020 13a 0 1 8001:0 0:0 32 0 0 1 01:0 0:0 32 0 0 1 0s 1.511045000 _0_ MAC r 1.511060000 _0_ AGT-0 ACK 38 0 1 0 0-4 cbr 1020 13a 0 1 800r 1.511349333 _1_ MAC-0 ACK 38 0 1 0 0没有RTS/CTSS制帧,直接开始传输数据包.s 2.334129333 _1_ MAC s 2.336000000 _2_ AGT s 2.340000000 _1_ AGT r 2.342753667 _0_ M

25、AC s 2.342763667 _0_ MAC1给节-108 cbr 1078 13a 0 1 8001:0 0:0 32 0 83 0 0-151 cbr 1000 0 0 0 02:0 3:0 32 0 42 0 0-152 cbr 1000 0 0 0 01:0 0:0 32 0 105 0 0-108 cbr 1020 13a 0 1 8001:0 0:0 32 0 83 1 0-0 ACK 38 0 1 0 0r 2.342778667 _0_ AGT - 108 cbr 1020 13a 0 1 8001:0 0:0 32 0 83 1 0r 2.343068000 _1_ MA

26、C - 0 ACK 38 0 1 0 0由于没有限制帧,2s时节点2想发送数据时,直接开始发送,之后就直接出现节点点0发送数据,同时节点 2给节点3发送数据的情况.s 3.697987667 _2_ MAC s 3.700000000 _1_ AGT s 3.704000000 _2_ AGT D 3.704025000 _2_ IFQ r 3.706612000 _3_ MAC-241 cbr 1078 13a 3 2 800-492 cbr 1000 0 0 0 0-493 cbr 1000 0 0 0 02:0 3:0 32 3 87 0 01:0 0:0 32 0 275 0 02:0

27、 3:0 32 0 213 0 0-493 cbr 1020 0 3 2 8002:0 3:0 32 3 213 0 0-241 cbr 1020 13a 3 2 8002:0 3:0 32 3 87 1 0s 3.706622000 _3_ MAC - 0 ACK 38 0 2 0 0但是随着网络负担的加重,节点1和节点2也不断的收到其他信息,造成数据冲突,丢包的 现象开始变得越来越严重.网络环境变得非常差.七、实验遇到的问题一开始没法弄懂 RTS/CTS限制帧如何帮助解决暴露节点问题,并且觉得没有使用 RTS/CTS制帧,反而没有大的延迟.但是在NAM动画仿真的后期,才发现了使用和没使用限制帧的差异,也明白了RTS/CTS限制帧如何来着手暴露节点问题.八、实验总结有无RTS/CTS限制帧的具体分析见上.使用RTS/CTS限制帧,虽然会在传输数据的开始,造成网络中不必要的延时,但在延时 之后还是能够正常传输数据,并且不怎么会产生丢包现象和数据冲突.然而不使用RTS/CTS限制帧的话, 虽然开始传输时没有延迟, 两方都能很好的传输数据, 但是随着网络环境的负 担加重, 丢包现象越来越严重, 数据冲突也频繁发生, 可以清楚的感受到暴露节点的问题所 在.