NS2中蟻群算法路由協(xié)議的實(shí)現(xiàn)

1、廣西通信技術(shù)2010 年第 4 期專論綜述Guangxi Communication TechnologyNS2 中蟻群算法路由協(xié)議的實(shí)現(xiàn)， ， 王 方 摘 。 。A） 事件，并提供函數(shù)產(chǎn)生新事件，指定事件發(fā)生的時(shí)間。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模擬器中，典型的時(shí)間包括分組到達(dá)，時(shí)鐘超時(shí)等，模擬時(shí)鐘的推進(jìn)由事件發(fā)、 目前，最廣泛使用的驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的正確性和測試相關(guān)性能的方法是通過虛擬環(huán)境進(jìn)行模擬仿真。NS2 是最流行的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬的軟件之一，是由美國加州大學(xué)的 LNBL 網(wǎng)絡(luò)研究組于 1989 年開生的時(shí)間量決定 。模擬處理過程的速率不直接對(duì)應(yīng)著實(shí)際時(shí)間 。一個(gè)事件的處理可能又會(huì)產(chǎn)生后繼的時(shí)間。模擬器所做的就是

2、不停地處理一個(gè)個(gè)事件，直到所有的事件都被處理完或者某一特定事件發(fā)生為止。發(fā)的一個(gè)開放源代碼的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件 1，已廣泛被 科研院所和各大高校用于網(wǎng)絡(luò)分析、研究和教學(xué)。蟻群算法是 MDorigo 提出的一種基于生物習(xí)性的啟發(fā)式算法，用于解決復(fù)雜組合優(yōu)化問題。它能在一個(gè)合理的時(shí)間內(nèi)對(duì)復(fù)雜問題有一個(gè)較優(yōu)的結(jié)果，在網(wǎng)絡(luò)路由方面，該算法也體現(xiàn)出了很好的路由性能。雖然 NS2 集成了大量典型的有線和無線網(wǎng)絡(luò)下各個(gè)層的協(xié)議，但還沒有提供蟻群算法協(xié)議NS2 還有一個(gè)豐富的構(gòu)件庫，有了這個(gè)構(gòu)件庫，用戶可以完成自己所要研究的系統(tǒng)的建模工作。NS2的構(gòu)件庫所支持的網(wǎng)絡(luò)類型包括廣域網(wǎng) 、局域網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等

3、，所支持的路由方式包括層次路由 、動(dòng)態(tài)路由 、多播路由等 。NS2 還提供了跟蹤和檢測的對(duì)象，可以把網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的狀態(tài)和事件記錄下來以便分析。NS2 構(gòu)件庫的部分類層次結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。功能，因此以下主要論述把蟻群算法集成到NS2中，并能在 Otcl 腳本中使用的實(shí)現(xiàn)方法。中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件一般由相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)類來NS2實(shí)現(xiàn)，一個(gè)在 C中，一個(gè)在 Otcl 中，這種方式稱為分裂對(duì)象模型。構(gòu)件的主要功能是在 C中實(shí)現(xiàn)的，Otcl 中的類則主要提供 C對(duì)象面向用戶的接口。C對(duì)象和 Otcl 對(duì)象之間的這種連接機(jī)制就是TclCL。這種分裂對(duì)象模型增強(qiáng)了可擴(kuò)展性和可組合性。、 原理NS2是一個(gè)離散事件模擬器

4、，其核心部分是一個(gè)離散事件模擬引擎 。NS2 中有一個(gè) “調(diào)度器 ”類，負(fù)責(zé)記錄當(dāng)前時(shí)間，調(diào)度網(wǎng)絡(luò)時(shí)間隊(duì)列中的43廣西通信技術(shù)2010 年第 4 期專論綜述Guangxi Communication TechnologyTclObjectOther ObjectsClassifierAddrClassifierMcastClassifierSnoopQueueQueueDelayAgentTraceInEnqDecOutDrpEdrpDropTailREDTCPUDPDropRecvRenoSACK圖1 commonpacketh 枚舉類型值列表中，并在 pinfo類 中 為 新 的 分 組

5、類 型 定 義 一 個(gè) 名 稱 namePTANTSENSE “antsense要實(shí)現(xiàn)研究者提出的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就要對(duì)你 NS2進(jìn)行擴(kuò)展。下面對(duì)蟻群算法在 NS2 中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說明。（） 跟蹤支持，要記錄分組信息，需要在2CMUTrace 類中實(shí)現(xiàn) formatantsense 函數(shù)，為了能夠調(diào)用該函數(shù)，還需要修改 tracecmu-tracecc 文件中的 format 函數(shù)添加 case PTANTSENSE：首先，將下載好的 AntSense 包放在 NS 安裝文件根目錄下，AntSense 包括了 7 個(gè)文件：antsenseh：定義所有必要的的定時(shí)器和路由代理，用來實(shí)現(xiàn)協(xié)議功能的頭文件。

6、antsensecc：實(shí)現(xiàn)所有定時(shí)器、路由代理和 Tcl鏈接的文件。（ ，formatantsense p offsetbreak； 通過編輯3queuepriqueuecc里的recv函數(shù)聲明蟻群包的隊(duì)列優(yōu)先級(jí)。） 修改 OTcl 庫文件，包括添加分組類型，在 tcllibns-packettcl文件列表中添加相應(yīng)的協(xié)議名AntSense；綁定屬性的默認(rèn)值，在 tcllibns-defaulttcl中添加 AgentAntSensesetaccessiblevartrue；為創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)添加過程，修改 tcllibns-libtcl 創(chuàng)建一個(gè)使用 AntSense 路由協(xié)議的無線節(jié)點(diǎn)過程。ant

7、sensepkth：聲明了在網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間相互交換路由協(xié)議分組格式的頭文件。neighbourtableh：這個(gè)頭文件中聲明路由表neighbourtablecc：路由表的實(shí)現(xiàn)。antsensequeueh：隊(duì)列聲明antsensequeuecc：隊(duì)列實(shí)現(xiàn)最后，需要對(duì)新增加的文件進(jìn)行編譯并連接到其次，把已經(jīng)實(shí)現(xiàn) AntSense 協(xié)議路由代理的代碼集成在 NS2 里：中，修改文件，增加新類antsenseNS2antsenseo antsenseantsensequeueo antsenseneigh的編譯。在 提示符下執(zhí)行下面Makefile） 分組類型聲明，把 PTANTSENSE 添加到b

8、ourtableoUNIX44廣西通信技術(shù)2010 年第 4 期專論綜述Guangxi Communication Technology命令：ns attach-agent node ） tcpns attach-agent node ） sinkns connect tcp sinkns-229 touch commonpacketccns-229 make至此，蟻群算法協(xié)議就可以實(shí)現(xiàn)了，在網(wǎng)絡(luò)模擬中要設(shè)定 AntSense 協(xié)議作為無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議時(shí)，只需在配置無線節(jié)點(diǎn)時(shí)把-adhocRouting 屬性設(shè)置為 AntSense 即可。set ftp new ApplicationFTPf

9、tp attach-agent tcpns at 100 ftp start仿真結(jié)果產(chǎn)生一個(gè) outtr 文件，該文件存放著整個(gè)模擬過程的數(shù)據(jù)，以下為其中的一部分：s 50740674799 0 RTR -0 antsense 33 0 00 -0：255 -1：255 32 antsense 0 x2 s 52000000000 0 AGT-3 tcp 40 0 0 0 - 0：0 1：0 32 0 0 0、 完成了新協(xié)議的編譯之后，下面編寫腳本進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真測試。首先建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，場景設(shè)置為500m500m的矩形區(qū)域，其中有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，仿真時(shí)r 52000000000 0 RTR- 3 t

10、cp 40 0 0 0間 150 秒，兩節(jié)點(diǎn)初始位置分別為 ，、 - 0：0 1：0 32 0 0 0，）， 在 10 秒 時(shí)，節(jié)點(diǎn) 0 移動(dòng) 到（， ， ）， 在 50 秒 時(shí) 節(jié) 點(diǎn) 1 移 動(dòng) 到100秒時(shí)又移動(dòng)到（在f 52099167187 1 RTR- 0 antsense 33 0 00 -0：255 -1：255 32 antsense 0 x2 s 554402690950RTR -0 antsense 33 0 0節(jié)點(diǎn)0和1之間嘗試建立ftp連接以下是部分代碼。 0 -0：255 -1：255 32 antsense 0 x2 設(shè)定模擬使用的一些參數(shù)：f 568877648

11、16 1 RTR - 0 antsense 33 0 00 -0：255 -1：255 32 antsense 0 x2 f 57220190076 1 RTR - 0 antsense 33 0 00 -0：255 -1：255 32 antsense 0 x2 s 60165389458 0 RTR-0 antsense 33 0 0set val （chan） ChannelWirelessChannel； channel typeset val （prop） PropagationTwoRayGround； radio-propagation modelset val f PhyWir

12、elessPhy； network in 0 -0：255 -1：255 32 antsense 0 x2 terface type在理解了跟蹤文件之后，可以利用 gawk 等編程語言對(duì) Trace 文件進(jìn)行分析，研究、提取或者計(jì)算出感興趣的數(shù)據(jù)，最后用 Xgraph 或 Gnuplot 等圖形繪制工具以圖形化的方式顯示出統(tǒng)計(jì)結(jié)果。set val mac） Mac80211； MAC typeset val ifq） QueueDropTailPriQueue； interface queue typeset val l LL； link layer type、 set val ant Ant

13、ennaOmniAntenna； antennamodelset val ifqlen） 50； max packet in ifqset val nn） 2； number of mobilenodesset val rp） AntSense； routing protocol節(jié)點(diǎn) 0 和 1 之間的 TCP 連接：set tcp new AgentTCPNS2 采用分裂模型機(jī)制使得模擬效率得到了提高，配置的靈活性也得到了增強(qiáng)蟻群算法在尋優(yōu)路由方面有著天然的優(yōu)越性，并且具有很強(qiáng)的可靠性和可擴(kuò)展性，因此把它集成擴(kuò)展到 NS2 當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了蟻群算法路由協(xié)議在模擬過程中，只需在設(shè)置路由協(xié)議的代碼中進(jìn)行設(shè)置即可。另外還可以對(duì)其修改tcp set class 2set sink new AgentTCPSink改進(jìn)，進(jìn)一步研究蟻群算法路由協(xié)議（52頁）45廣西通信技術(shù)2010 年第 4 期Guangxi Communication Technology號(hào)接入、視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理和視頻內(nèi)存存儲(chǔ)等三個(gè)主要問題，并對(duì)每個(gè)問題提出了解決問題的方案 。通過這些問題的分析和探討，以期對(duì)視頻監(jiān)控的發(fā)展發(fā)揮作用。、 以上著重說明了視頻監(jiān)控工程中：視頻監(jiān)控信陳 陳 The Difficulties and Solutio