無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程實驗手冊

1、Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015目 錄前 言8實驗一123無線網(wǎng)絡(luò) NS2實驗環(huán)境組建9實驗要求與目的9實驗環(huán)境與模塊簡介9實驗原理與背景知識93.1 Ubuntu 簡介93.2 VirtualBox 簡介93.3 NS2 簡介103.4 Cygwin 簡介10實驗步驟114.1 VirtualBox 虛擬機(jī)安裝114.2 VirtualBox 虛擬機(jī)導(dǎo)入環(huán)境124.3 源碼包搭建環(huán)境134.4 基于 Windows 7 和 Cygwin 的 NS2 環(huán)境16結(jié)果分析與討論18擴(kuò)展與分析184567注意事項與.187.1注意事項187.2

2、.18實驗二1234無線局域網(wǎng)隱藏節(jié)點(diǎn)問題實驗19實驗要求和目的19實驗原理和背景知識19實驗環(huán)境和模塊簡介19實驗步驟與演示194.1 實驗代碼分析194.2 實驗步驟和演示22結(jié)果分析與討論23擴(kuò)展與分析23567實驗三1234567實驗四12.23注意事項與無線局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)問題實驗24實驗要求和目的24實驗原理和背景知識24實驗環(huán)境和模塊簡介24實驗步驟與演示24結(jié)果分析與討論25擴(kuò)展與分析25注意事項與.26無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)包捕獲與分析實驗27實驗要求和目的27實驗原理和背景知識272.1 Wireshark272.2 Kismet272Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、

3、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，201534實驗環(huán)境和模塊簡介28實驗步驟2Windows 下無線測量工具28Linux 下無線測量工具 Wireshark33Linux 下無線測量工具 Kismet35567實驗五1234結(jié)果分析與討論37擴(kuò)展與分析37注意事項與37無線局域網(wǎng)測量開發(fā)實驗38實驗?zāi)康暮鸵?8實驗原理和背景知識38實驗環(huán)境簡介38實驗步驟34.44.5開發(fā)平臺的配置38程序界面設(shè)計42協(xié)議頭部結(jié)構(gòu)定義43數(shù)據(jù)包處理43主程序4456實驗六1234實驗結(jié)果45分析和討論45無線局域網(wǎng)組網(wǎng)與管理實驗46實驗要求與目的46實驗原理與背景知識46

4、實驗環(huán)境簡介46實驗步驟464.1 無線局域網(wǎng)組網(wǎng)464.2 無線網(wǎng)絡(luò)物理層測量48結(jié)果分析與討論51擴(kuò)展與分析52567實驗七1234567實驗八12345注意事項與.52無線城域網(wǎng)的 WiMax 協(xié)議實驗53實驗要求和目的53實驗原理和背景知識53實驗環(huán)境和模塊簡介53實驗步驟與演示53結(jié)果分析與討論54擴(kuò)展與分析54注意事項與54網(wǎng)絡(luò)的 Iridium 系統(tǒng)實驗55實驗要求和目的55實驗原理和背景知識55實驗環(huán)境和模塊簡介55實驗步驟與演示55結(jié)果分析與討論573Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，201567擴(kuò)展與分析57注意事項與.577.

5、1網(wǎng)絡(luò) trace 文件解讀577.2Awk 文件57實驗九1234567網(wǎng)絡(luò)的 Teledesic 系統(tǒng)實驗58實驗要求和目的58實驗原理和背景知識58實驗環(huán)境和模塊簡介58實驗步驟與演示58結(jié)果分析與討論60擴(kuò)展與分析60注意事項與.607.1網(wǎng)絡(luò) trace 文件解讀607.2 Awk 文件60實驗十1234NS2 無線路由協(xié)議設(shè)計實驗61實驗要求與目的61實驗原理與背景知識61實驗環(huán)境與模塊簡介61路由設(shè)計與集成步驟64.44.4路由頭部61路由62路由表64MAC 層交互64NS2 中集成新路由65567結(jié)果分析與討論65擴(kuò)展與分析66注意事項與.667.1注意事

6、項667.2.66實驗十一 無線自組織網(wǎng)的 AODV 協(xié)議實驗671234567實驗要求和目的67實驗原理和背景知識67實驗環(huán)境和模塊簡介67實驗步驟與演示67結(jié)果分析與討論68擴(kuò)展與分析68注意事項與.68實驗十二 無線自組織網(wǎng)的 DSR 協(xié)議實驗69123456實驗要求和目的69實驗原理和背景知識69實驗環(huán)境和模塊簡介69實驗步驟與演示69結(jié)果分析與討論70擴(kuò)展與分析704Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，20157注意事項與.70實驗十三無線自組織網(wǎng)的 FSR 協(xié)議實驗7112實驗要求和目的71實驗原理和背景知識712.1 FSR 路由交換7

7、22.2 FSR 路由操作72實驗環(huán)境和模塊簡介73實驗步驟與演示74結(jié)果分析與討論75擴(kuò)展與分析77注意事項與7734567實驗十四 無線自組織網(wǎng)的 PUMA 協(xié)議實驗781234567實驗要求與目的78實驗原理與背景知識78實驗環(huán)境與模塊簡介78實驗步驟與演示79結(jié)果分析與討論80擴(kuò)展與分析82注意事項與2實驗十五 無線自組織網(wǎng)的 AOMDV 協(xié)議實驗831234567實驗要求和目的83實驗原理和背景知識83實驗環(huán)境和模塊簡介83實驗步驟與演示84結(jié)果分析與討論85擴(kuò)展與分析86注意事項與86實驗十六 無線傳感網(wǎng)的定向擴(kuò)散 協(xié)議實驗871234567實驗要求和目的87實驗原

8、理和背景知識87實驗環(huán)境和模塊簡介87實驗步驟與演示87結(jié)果分析與討論88擴(kuò)展與分析88注意事項與88實驗十七 無線傳感網(wǎng)的 S-MAC 協(xié)議實驗891234567實驗要求和目的89實驗原理和背景知識89實驗環(huán)境和模塊簡介89實驗步驟與演示89結(jié)果分析與討論90擴(kuò)展與分析90注意事項與.905Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015實驗十八 無線個域網(wǎng)的 IEEE 802.15.4 協(xié)議實驗911234567實驗要求和目的91實驗原理和背景知識91實驗環(huán)境和模塊簡介91實驗步驟與演示91結(jié)果分析與討論92擴(kuò)展與分析92注意事項與92實驗十九 無線

9、個域網(wǎng)的 ZBR 路由 協(xié)議實驗931234567實驗要求和目的93實驗原理和背景知識93實驗環(huán)境和模塊簡介93實驗步驟與演示93結(jié)果分析與討論94擴(kuò)展與分析94注意事項與95實驗二十 無線車載網(wǎng)絡(luò)的 IEEE 802.11p 協(xié)議實驗961234567實驗要求與目的96實驗原理與背景知識96實驗環(huán)境與模塊簡介96實驗步驟與演示96結(jié)果分析與討論97擴(kuò)展與分析97注意事項與.97實驗二十一 無線車載網(wǎng)絡(luò)的 VANET實驗981234567實驗要求與目的98實驗原理與背景知識98實驗環(huán)境與模塊簡介98實驗步驟與演示98結(jié)果分析與討論99擴(kuò)展與分析99注意事項與99實驗100實驗二十二 無線室內(nèi)1

10、234567實驗要求與目的100實驗原理與背景知識100實驗環(huán)境與模塊簡介100實驗步驟與演示100結(jié)果分析與討論101擴(kuò)展與分析101注意事項與.1017.1注意事項1017.2實驗二十三 無線.102實驗1031實驗要求和目的1036Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015234567實驗原理和背景知識103實驗環(huán)境和模塊簡介103實驗步驟與演示103結(jié)果分析與討論105擴(kuò)展與分析105注意事項與105實驗二十四ZigBee 網(wǎng)絡(luò)實測基礎(chǔ)10612實驗要求和目的106實驗原理與背景知識102.42.5ZigBee 簡介10

11、6Z-Stack 簡介106ZigBee 設(shè)備和組網(wǎng)方案106IAR 開發(fā)套件簡介108CC2530 簡介1083實驗環(huán)境及模塊簡介1083.1CC2530 傳感器節(jié)點(diǎn)1083.2IAR 集成開發(fā)環(huán)境109實驗步驟1094.10Z-Stack 的安裝109IAR EW 的安裝110CC Debugger 的驅(qū)動安裝112Smart Flash Programmer 的安裝112ZigBee_Packet_Sniffer 的安裝113ZigBee_Sensor_Monitor 的安裝114USB 轉(zhuǎn)串口線驅(qū)動安裝（可選）114傳感器節(jié)點(diǎn)的程

12、序燒錄114ZigBee 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包分析116ZigBee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?17567結(jié)果分析與討論118擴(kuò)展與分析118注意事項與118實驗二十五 基于 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的室外多環(huán)境因素實時監(jiān)測系統(tǒng)實驗1191234實驗要求和目的119實驗原理與背景知識119實驗環(huán)境及模塊簡介119實驗步驟1204.1 傳感器節(jié)點(diǎn)的程序燒錄1204.2 ZigBee 室內(nèi)單跳網(wǎng)絡(luò)組建1204.3 室外多跳 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)組建1224.4 數(shù)據(jù)接收與驗證124結(jié)果分析與討論125擴(kuò)展與分析125注意事項與1255677Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015

13、前 言無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（第一版）以來，受到了廣大師生的好評，已進(jìn)入上百所高校。在此基礎(chǔ)上，我們推出了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗（第二版）（以下簡稱“”）。本實驗手冊是該的配套實驗內(nèi)容和中的多種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論知識相對應(yīng)。2.0 版實驗手冊于 2014.3 完成，包含 23 項實驗，本次為 2.1 版，提供了 25 項實驗，新增的兩個實驗主要涉及用 ZigBee 節(jié)點(diǎn)組建無線傳感網(wǎng)及相關(guān)的應(yīng)用。讀者在使用本手冊進(jìn)行各種無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實驗前，應(yīng)當(dāng)做好如下準(zhǔn)備：1.2.3.已初步學(xué)習(xí)了相關(guān)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的背景內(nèi)容和原理知識，具體見相應(yīng)章節(jié)；對 Linux/CygWin 操作命令和 NS2 使用方法應(yīng)有

14、所了解，具體見本手冊實驗一；限于篇幅，本手冊大部分實驗的拓?fù)洹⑦\(yùn)行場景、結(jié)果分析等不一一列出，詳細(xì)請參見；4. 本書大部分實驗基于 NS2 的開源獲得所有軟件；平臺，少數(shù)實驗涉及其它軟件，讀者應(yīng)從合法5. 本實驗手冊和的其它配套電子可從上自行，用于教學(xué)使用，但不得用于商業(yè)應(yīng)用，請尊重作者和的。初學(xué)者在本手冊實驗操作過程中可能會遇到一些問題，可在 NS2上尋找解決問題的方法，也可直接在中檢索相關(guān)的問題和對策。如果存在問題無法解決，也可以與我們進(jìn)行交流，或者有何問題和建議也可向我們提出，我們的，郵箱是：norbert_jxl。是金光、江先亮2015 年 5 月8Jin & Jiang，無線

15、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015實驗一 無線網(wǎng)絡(luò) NS2實驗環(huán)境組建1實驗要求與目的 接觸 Linux/Cygwin 操作界面和簡單命令 掌握 NS2 熟悉 NS2實驗環(huán)境的搭建實驗過程2實驗環(huán)境與模塊簡介本絕大部分實驗環(huán)境基于 Windows xp/Windows 7，利用虛擬機(jī) Ubuntu 構(gòu)建環(huán)境。為了讓部分不熟悉 Ubuntu 系統(tǒng)的讀者也能高效完成實驗，實驗也可在 Cygwin 環(huán)境下運(yùn)行。由于 Ubuntu 和 Cygwin 都使用 Linux 命令，因此本手冊后續(xù)的所有實驗假定讀者熟悉簡單的 shell 命令，如目錄切換、文件編輯和權(quán)限變換等。同時，讀者的

16、PC 性能滿足：內(nèi)存 2G 及以上、CPU 2.0GHz 及以上、空閑磁盤空間 10G 及以上。虛擬機(jī)軟件包為 Ubuntu10.04 系統(tǒng)、VirtualBox、Cygwin 和 ns-見下面的介紹。-2.35 源碼包，讀者可從它們的主頁，詳3實驗原理與背景知識3.1 Ubuntu 簡介Ubuntu(烏班圖)是基于 Debian GNU/Linux，支持 x86、amd64 和 ppc 架構(gòu)，由專業(yè)開發(fā)團(tuán)隊(Canonical)打造的開源GNU/Linux 操作系統(tǒng)，支持桌面虛擬化。Ubuntu 對GNU/Linux的桌面普及作出了巨大貢獻(xiàn)，使人共享開源的成果。通常每隔 6新版本，利用代號和

17、版本號(基于發(fā)布日期，如 4.10 表示 2004 年 10 月，Ubuntu 就發(fā)布)進(jìn)行區(qū)分，其中LTS 是長期支持版。Ubuntu 信息可關(guān)注：。本實驗選擇 Ubuntu 主要考慮：(1)易用且受開發(fā)者青睞；(2)源碼開放。本手冊實驗采用 Ubuntu 10.04，可從：，見圖 1.1。圖 1.1Ubuntu 10.043.2 VirtualBox 簡介本手冊中的大多數(shù)實驗采用 VirtualBox 為虛擬機(jī)，其由德國 Innotek 公司開發(fā)，由 Sun9Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015公司，使用 Qt 框架編寫，在 Sun 被

18、Oracle 收購后正式更名成 Oracle VMVirtualBox。Innotek 根據(jù) GNU General Public License(GPL)開放 VirtualBox，并提供二進(jìn)制版本及OSE 版本的代碼?？稍?VirtualBox 上安裝并執(zhí)行 Windows、DOS、Linux 等操作系統(tǒng)。與 VMware 和 Virtual PC 比較，VirtualBox 具備遠(yuǎn)端桌面協(xié)議(RDP)、iSCSI 和 USB 的支持，現(xiàn)有 VirtualBox 在客戶端操作系統(tǒng)上已支持 USB2.0 的硬件裝置，但其需安裝，在此不占用較少；(2)源碼開放。本手，如VirtualBox E

19、xtension Pack。VirtualBox信息可關(guān)注：再贅述。本實驗選擇 VirtualBox 主要考慮：(1)系統(tǒng)冊實驗采用的 VirtualBox 4.2.18，可從：圖 1.2 所示。注意，由于 VirtualBox 不斷更新，本實驗環(huán)境搭建可兼容新版本 VirtualBox。圖 1.2VirtualBox3.3 NS2 簡介Network Simulator version 2(NS2)由 UC Berkeley 開發(fā)，是源代碼公開、的權(quán)威網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺，可方便的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)，其包含模塊幾乎涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所有方面。NS2是面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)器，本質(zhì)上是一個離散模擬器。它本身有一個虛擬

20、時鐘，所有仿驅(qū)動。目前 NS2 可以用于各種不同類型的網(wǎng)絡(luò)，包括：網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，真由離散如 TCP 和 UDP；業(yè)務(wù)流量模型，如 FTP, Telnet, Web CBR 和 VBR；路由器隊列管理，如Droptail、RED 和 CBQ；路由算法，如 Dijkstra 等；局域網(wǎng)，多播及 MAC 子層協(xié)議；無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持許多類型無線網(wǎng)絡(luò)。本 實 驗 手 冊 使 用ns-2.35源 碼 包 ，為 ：，如圖 1.3 所示。圖 1.3NS2有關(guān) NS2 的相關(guān)知識請參考無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗（第二版）（以下簡稱“”）2.12 節(jié)內(nèi)容，也可查閱參考文獻(xiàn)1234。3.4 Cygwin 簡介

21、Cygwin 為 Windows 平臺上的 Linux 模擬環(huán)境，由 cygnus solutions 公司開發(fā)，向用戶免10Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015費(fèi)開放使用，可從獲取軟件。它對學(xué)習(xí) Unix/Linux 操作環(huán)境，或從Linux 到 Windows 的應(yīng)用程序移植，或進(jìn)行某些特殊的開發(fā)工作，尤其使用 gnu 工具集在Windows 上進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)等，非常有用。隨著系統(tǒng)開發(fā)日漸流行，越來越多的開發(fā)者對 Cygwin 產(chǎn)生了。cygnus 最初將 gcc，gdb，gas 等開發(fā)工具進(jìn)行了改進(jìn)，使它們能生成并解釋 win32 的目標(biāo)

22、文件。然后，將這些工具移植到 Windows 平臺上。一種思路是基于 win32 API 對這些工具源代碼進(jìn)行大幅修改，需大量代碼移植工作。因此，采取另一種不同方法編寫一個共享 庫 ( 就 是 cygwin.dll) ， 把 win32 API 中 沒 有 的 Unix 風(fēng) 格 的 調(diào) 用（fork/spawn/signals/select/sockets 等）封裝在里面。即基于 win32 API 編寫一個 Unix 系統(tǒng)庫的模擬層。這樣只要把這些工具的源代碼和這個共享庫連接到一起，就可使用 Unix 主機(jī)上的交叉編譯器來生成可在 Windows 平臺上運(yùn)行的工具集。以這些移植到 Windo

23、ws 平臺的開發(fā)工具為基礎(chǔ)，cygnus 又逐步將其他工具（幾乎不需要對源代碼進(jìn)行修改，只需要修改配置 ）軟件移植到 Windows 上來。這樣，在 Windows 平臺上運(yùn)行 bash 和開發(fā)工具、用戶工具，感覺好像在 Linux 上工作。4實驗步驟本實驗一主要介紹如何搭建 NS2實驗環(huán)境，并不涉及具體的無線網(wǎng)絡(luò)實驗，更關(guān)注后續(xù)實驗。NS2實驗環(huán)境主要分 3 種：多(1)基于虛擬機(jī)環(huán)境，直接使用作者搭建完成的環(huán)境(4.2 節(jié))；(2)基于 ns-2.35 源碼包，在 Ubuntu 10.04 上由讀者自行搭建環(huán)境(4.3 節(jié))；(3)基于 Windows XP/ Windows 7 系統(tǒng)和

24、Cygwin 軟件，搭建 Linux 模擬環(huán)境，并在其上基于 ns-2.35 源碼包搭建本手冊的實驗環(huán)境(4.4 節(jié))。4.1 VirtualBox 虛擬機(jī)安裝VirtualBox 虛擬機(jī)安裝相對較簡單，先從上安裝包(3.2 節(jié))，然后雙擊運(yùn)行。開始安裝時，界面如圖 1.4 所示，緊接著根據(jù)圖 1.5圖 1.9 的提示一步步進(jìn)行。圖 1.4VirtualBox 安裝(1)圖 1.5VirtualBox 安裝(2)11Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015圖 1.6VirtualBox 安裝(3)圖 1.7VirtualBox 安裝(4)圖 1.

25、8VirtualBox 安裝(5)4.2 VirtualBox 虛擬機(jī)導(dǎo)入環(huán)境圖 1.9VirtualBox 安裝(6)完成 VirtualBox 安裝后，就可搭建實驗環(huán)境。為方便讀者進(jìn)行實驗，本實驗手冊將實驗平臺制作成了虛擬主機(jī)文件，具體可到本書配套電子（文件中查找“無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)空間足夠的目錄位置。”，注意是第二版）。完成后，請將到磁盤開始導(dǎo)入前，首先需打開 4.1 節(jié)中安裝完成的 VirtualBox 虛擬機(jī)，如圖 1.10 所示。然后單擊圖 1.10 左上角的新建按鈕，會出現(xiàn)圖 1.11 所示的界面，根據(jù)圖 1.11 紅色提示框的內(nèi)容選擇安裝屬性，最后單擊創(chuàng)建按鈕，完成虛擬主機(jī)導(dǎo)入，如圖

26、 1.12 所示。注意，圖 1.11 中最下面的紅色提示框是選擇前面的虛擬主機(jī)在磁盤上的位置。圖 1.10虛擬主機(jī)導(dǎo)入(1)12Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015圖 1.11虛擬主機(jī)導(dǎo)入(2)圖 1.12虛擬主機(jī)導(dǎo)入(3)利用導(dǎo)入的虛擬主機(jī)，讀者即可開始后續(xù)的實驗，直接跳過 4.3 和 4.4 節(jié)的內(nèi)容，虛擬主機(jī)的用戶名為：wnt，為：123456。4.3 源碼包搭建環(huán)境讀者也可選擇完成安裝工作，具體如下。4.3.1新建虛擬主機(jī)打開 VirtualBox，單擊圖 1.10 所示的新建按鈕，新建一個虛擬主機(jī)，步驟如圖 1.13 至圖 1.18

27、 所示。其中，圖中的紅色方框是需關(guān)注或修改的內(nèi)容，可根據(jù)具體需要進(jìn)行更改。圖 1.13新建虛擬主機(jī)(1)圖 1.14新建虛擬主機(jī)(2)圖 1.15新建虛擬主機(jī)(3)圖 1.16新建虛擬主機(jī)(4)13Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015圖 1.17新建虛擬主機(jī)(5)圖 1.18新建虛擬主機(jī)(6)配置完所有參數(shù)后，單擊圖 1.18 所示的“創(chuàng)建”按鈕，即可完成虛擬主機(jī)的創(chuàng)建。4.3.2安裝 Ubuntu10.04完成虛擬主機(jī)的新建后，即可安裝 Ubuntu10.04 系統(tǒng)。開始安裝系統(tǒng)前，需將 Ubuntu10.04的鏡像(圖 1.1 中獲得的.

28、iso)文件導(dǎo)入到虛擬主機(jī)的光驅(qū)中，如圖 1.19 和圖 1.20 所示。圖 1.19設(shè)置 Ubuntu10.04 鏡像(1)圖 1.20設(shè)置 Ubuntu10.04 鏡像(2)設(shè)置好虛擬主機(jī)的 Ubuntu 10.04 鏡像后，點(diǎn)擊 即可啟動虛擬主機(jī)，等待片刻后進(jìn)入Ubuntu10.04 的安裝進(jìn)程。安裝開始時，會出現(xiàn)一個歡迎界面，此時選擇“Install Ubuntu 10.04 LTS”而不是“Try Ubuntu 10.04 LTS”，正式進(jìn)入 ubuntu10.04 的安裝。具體安裝過程見圖 1.21 至圖 1.28，注意紅色方框中的設(shè)置。其中，圖 1.28 設(shè)置完之后需要等待約 3

29、0 分鐘(依據(jù)機(jī)器性能而定)完成系統(tǒng)安裝。圖 1.21Ubuntu10.04 安裝(1)圖 1.22Ubuntu10.04 安裝(2)14Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015圖 1.23Ubuntu10.04 安裝(3)圖 1.24Ubuntu10.04 安裝(4)圖 1.25Ubuntu10.04 安裝(5)圖 1.26Ubuntu10.04 安裝(6)圖 1.27Ubuntu10.04 安裝(7)圖 1.28Ubuntu10.04 安裝(8)4.3.3NS2 和模塊安裝為便于讀者使用，本實驗手冊電子提供了一鍵安裝的 shell 文件。安裝

30、前，讀者需使用U 盤將對應(yīng)Ubuntu 10.04 版本的WNT.tar.gz 和experiment.tar.gz 文件到用戶目錄下(即“/home/wnt/”目錄)。注意，VirtualBox 中將 U 盤切換到 Ubuntu 虛擬電腦需要根據(jù)圖 1.29所示操作，切換后，會顯示如圖 1.30 的結(jié)果(U 盤的符號前增加了個勾)。實驗中采用的U 盤為“Teclast”(與盤符不同)，不同讀者根據(jù) U 盤不同，顯示的名字也不同。15Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015圖 1.29U 盤切入虛擬電腦圖 1.30切入后的結(jié)果安裝所需的文件拷貝到

31、用戶目錄后，用“Ctrl+Alt+T”命令打開終端(Terminal)，根據(jù)如下步驟進(jìn)行安裝。注意，終端打開后，默認(rèn)路徑為用戶目錄(即“/home/wnt/”目錄)。(1)輸入“mkdir WNT”命令創(chuàng)建 WNT 文件夾，并用“cp WNT.tar.gz WNT/”命令將安裝包到 WNT 目錄中；(2)輸入“cd WNT”命令進(jìn)入 WNT 目錄，并用“tar -zxvf WNT.tar.gz”命令解壓安裝文件到 WNT 目錄中。如果讀者想節(jié)省磁盤空間，可用“rm WNT.tar.gz”命令刪除不需要的安裝包；輸入“sh ns-ubuntu.sh”命令開始安裝，會出現(xiàn)一些提示，直接按回車鍵即可

32、。注(3)意，在安裝的過程中需要讀者輸入超級權(quán)限的，其與登錄(用戶設(shè)定)相同。等待一段時間后，即可完成 NS2 的安裝，環(huán)境變量可自動配置(也可選擇手動配置)完成；輸入“cd .”命令WNT 目錄，然后輸入“cp experiment.tar.gz WNT/”，將拷貝到 WNT 中，并輸入“cd WNT”進(jìn)入 WNT 目錄，利用命令“tar -zxvf experiment.tar.gz”解壓 experiment.tar.gz 文件。(4)至此，NS2 在 Ubuntu 10.04 中一鍵安裝完成，為節(jié)省磁盤空間，在 WNT 目錄中解壓experiment.tar.gz 文件后，可用命令“r

33、m experiment.tar.gz”刪除不必要的文件。需要注意，一 鍵安裝過程需要虛擬電腦已聯(lián)網(wǎng)，否則無法正常安裝。默認(rèn)情況下，只要宿主電腦聯(lián)網(wǎng)，虛擬主機(jī)即聯(lián)網(wǎng)。安裝完成后，需要重新啟動終端，否則環(huán)境變量無法及時生效，造成“ns”命令無法找到。4.4 基于Windows 7 和 Cygwin 的 NS2 環(huán)境為便于不熟悉 Ubuntu 系統(tǒng)的讀者使用本實驗手冊，本實驗還將介紹在 Windows 7 系統(tǒng)中利用 Cygwin2.510.2.2(地址：)搭建實驗環(huán)境。有關(guān)最。接下來將介紹基于 Windows 7 和 Cygwin地址見本實驗 2.3 節(jié)的內(nèi)容。新的Cygwin，讀者可根據(jù)本實驗

34、 2.4 節(jié)的簡介的實驗環(huán)境搭建，ns-具體安裝步驟如下：-2.35 的簡介和(1)安裝 Cygwin。將“Cygwin2.510.2.2.rar”軟件包解壓，進(jìn)入“Cygwin2.510.2.2”目錄，然后以管理員運(yùn)行 Setup.exe，如圖 1.31 所示。緊接著，根據(jù)圖 1.32 至圖 1.37 所示步驟設(shè)置和安裝 Cygwin。圖 1.31管理員運(yùn)行 Setup.exe16Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015圖 1.32初始安裝圖 1.33安裝來源圖 1.34安裝目標(biāo)圖 1.35選擇文件圖 1.36組件選擇圖 1.37安裝進(jìn)度圖 1

35、.37 大約需要等待 30 分鐘或，可完成安裝。注意，首次安裝完成后，在 Cygwin目錄下缺少一個 home 目錄，需要運(yùn)行 Cygwin 軟件生成。(2)將 Cygwin 版本的 WNT.tar.gz 和 experiment.tar.gz 文件到“/home/<用戶名>/”目錄下，其中“<用戶名>”與讀者系統(tǒng)的當(dāng)前用戶名相同，圖中示例用戶名為“norbert”；(3)雙擊圖標(biāo)，打開 Cygwin，會出現(xiàn)如圖 1.示的界面，此時的路徑為“/home/<用戶名>/”目錄；圖 1.38Cygwin 運(yùn)行界面17Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原

36、理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015(4) 輸入“mkdir WNT”命令創(chuàng)建 WNT 文件夾，并用“cp WNT.tar.gz WNT/”命令將安裝包復(fù)制到 WNT 目錄中；(5) 輸入“cd WNT”命令進(jìn)入 WNT 目錄，并用“tar -zxvf WNT.tar.gz”命令解壓安裝文件到WNT 目錄中。注意，如果讀者想節(jié)省磁盤空間，可用“rm WNT.tar.gz”命令刪除不需要的安裝包；(6) 輸入“sh ns-cygwin.sh”命令開始安裝，會出現(xiàn)一些提示，直接按回車鍵即可。等待一段時間后(不同性能的計算機(jī)會有不同)，即可完成 NS2 的安裝，環(huán)境變量可自動配置(也可選擇手動配

37、置)完成。如果需要手動配置，可直接將 ns-2.35 下的 bin 目錄中的全部文件和覆蓋 Cygwin 的 bin 目錄；(7)輸入“cd .”命令WNT 目錄，然后輸入“cp experiment.tar.gz WNT/”，將拷貝到 WNT 中，并輸入“cd WNT”進(jìn)入 WNT 目錄，利用命令“tar -zxvf experiment.tar.gz”解壓experiment.tar.gz 文件。為了節(jié)省磁盤空間，在 WNT 目錄中解壓 experiment.tar.gz 文件后， 可用命令“rm experiment.tar.gz”刪除不必要的文件。需要注意，Cygwin 是以字符界面打

38、開，如需要運(yùn)行 nam 動畫，則需要輸入“startxwin.bat” 命令，啟動 XWindows 界面。安裝完成后，需要重新啟動 Cygwin，否則“ns”命令可能無法找到。5結(jié)果分析與討論初學(xué)者在 NS2 的安裝過程中可能會遇到一些問題，可在 NS2 的上尋找解決問題的方法，也可直接在中檢索相關(guān)的問題解決。如果還是存在問題，可以與我們進(jìn)行交流，郵箱：norbert_jxl。6擴(kuò)展與分析本實驗在 Windows XP/ Windows 7 中利用 VirtualBox 構(gòu)建 Ubuntu10.04 的虛擬主機(jī)，并在其上搭建 NS2 實驗環(huán)境，同時為了方便初學(xué) NS2 的讀者，本實驗還給出了

39、 Windows 7 中Cygwin 上的實驗環(huán)境搭建。感的讀者還可在其他版本的 Linux 系統(tǒng)上進(jìn)行環(huán)境搭建，以學(xué)習(xí)解決環(huán)境搭建過程中可能遇到的問題。7注意事項與7.1注意事項(1)一鍵安裝前務(wù)必將本手冊提供的文件和代碼放置在用戶目錄下，路徑不能出現(xiàn)錯誤； (2)一鍵安裝后務(wù)必測試安裝的正確性，測試方法為：在終端中輸入 ns，如果出現(xiàn)%，則安裝正確，否則需要檢查安裝中出現(xiàn)的問題。7.21 The Network Simulator version 2,2 ns (simulator),3 NS2 使用說明手冊,.(simulator).4 金光. 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實踐. 電子工業(yè). 2009.18

40、Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015實驗二 無線局域網(wǎng)隱藏節(jié)點(diǎn)問題實驗1實驗要求和目的 掌握無線網(wǎng)絡(luò)中隱藏節(jié)點(diǎn)問題的本質(zhì) 利用 NS2 分析隱藏節(jié)點(diǎn)問題實驗原理和背景知識隱藏節(jié)點(diǎn)指處于接收節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi)而在節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍外的節(jié)點(diǎn)。由于2不到節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，隱藏節(jié)點(diǎn)不受限制的分組到相同的接收節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致分組在接收節(jié)點(diǎn)處。隱藏節(jié)點(diǎn)可以分為隱節(jié)點(diǎn)和隱接收節(jié)點(diǎn)。參見3.8.1 節(jié)的內(nèi)容，節(jié)點(diǎn) A 和 C 同時想數(shù)據(jù)給中間節(jié)點(diǎn) B，但 A 和 C 都不在彼此傳輸范圍內(nèi)。所以當(dāng) A數(shù)據(jù)給 B 時，C 并未檢測到 A 正在傳輸數(shù)據(jù)，會認(rèn)為目前網(wǎng)絡(luò)中無數(shù)據(jù)傳

41、輸，會將數(shù)據(jù)傳輸給 B。即 A 和 C 同時將數(shù)據(jù)傳輸給 B，使得數(shù)據(jù)在 B處產(chǎn)生，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可用。這種因傳送距離而發(fā)生誤判的問題稱為隱藏節(jié)點(diǎn)問題。為了解決隱藏節(jié)點(diǎn)問題，可以使用3.8.1 節(jié)介紹的請求(Request to Send，RTS)和清除(Clear to Send，CTS)的信息來避免。方發(fā)出數(shù)據(jù)前，先送出一個RTS 包，告知在傳輸范圍內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)不要有任何操作。如果接收方目前空閑，則響應(yīng)一個 CTS 包，告訴方可開始數(shù)據(jù)，此 CTS 包也會告知所有在接收方信號傳輸范圍內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)不要進(jìn)行任何傳輸操作。詳細(xì)具體內(nèi)容見3.8.1 節(jié)。3實驗環(huán)境和模塊簡介隱藏節(jié)點(diǎn)的實驗分析采用了實驗

42、一搭建的實驗平臺，NS2 的版本為 2.35。在的 NS2版本中未包含本實驗所需要的 mUDP、mUdpSink 模塊，讀者進(jìn)行本實驗前需要進(jìn)行擴(kuò)展，即安裝這些模塊。本手冊的實驗一已提供了實驗平臺搭建模塊和實驗可正常進(jìn)行。，如果完成實驗一，本4實驗步驟與演示4.1 實驗代碼分析為便于讀者理解，本實驗對的實驗代碼進(jìn)行簡單的分析，以后各實驗代碼詳見電子的實驗代碼部分，本手冊不再一一贅述，請讀者自行分析。4.1.1 實驗代碼進(jìn)行實驗和演示前，需要熟悉(OTcl)代碼，以了解實驗。本實驗的代碼如下，可在電子的 exp2 中找到對應(yīng)的代碼文件(Hidden_Terminal.tcl)。#模塊參數(shù)設(shè)置Ma

43、c/802_11 set RTSThreshold_ Antenna/OmniAntenna set X_ Antenna/OmniAntenna set Y_ Antenna/OmniAntenna set Z_ Antenna/OmniAntenna set Gt_ Antenna/OmniAntenna set Gr_ Phy/WirelessPhy set CPThresh_1.5.61754e-1082.81838e-99Phy/WirelessPhy set CSThresh_ Phy/WirelessPhy set RXThr

44、esh_19Jin & Jiang，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理、應(yīng)用與實驗第二版)實驗手冊，2015Phy/WirelessPhy set bandwidth_ Phy/WirelessPhy set Pt_ Phy/WirelessPhy set freq_ Phy/WirelessPhy set L_2e6100.281838.119.14e+6121.0.13#變量設(shè)置set val(chan) set val(prop) set val(netif) set val(mac) set val(ifq)Channel/WirelessChannel14Propagation/TwoRayGround15Phy/WirelessPhy16Mac/802_1117Queue/DropTail/PriQueue18LL19Antenna/OmniAntenna20100.21DSDV22set val(ll) set val(ant)set val(ifqlen) set val(rp)#ns實例化和trace文件設(shè)置set ns n