### 柯志亨教材计算机网络实验，使用NS模拟
#### 实验四：网络效能量测
##### 实验概述
本章节重点介绍了如何利用NS2（Network Simulator 2）进行网络效能量测实验，旨在帮助读者掌握如何评估并量化网络性能指标。实验涉及的主要性能指标包括吞吐量（throughput）、封包延迟（packet delay）、抖动率（packet jitter）以及封包遗失率（packet loss rate）。这些指标对于理解网络通信质量至关重要。
##### 实验目的
- 学习如何量测以UDP为传输协议的应用程序的吞吐量、封包延迟、抖动率和封包遗失率。
- 学习如何量测以TCP为传输协议的应用程序的吞吐量。
##### 背景知识
完成模拟后，通常需要对模拟过程中产生的模拟记录文件进行分析，以获取上述性能指标的数据。值得注意的是，NS2提供的模拟记录文件格式并不是统一的，根据不同的模拟环境（有线或无线）会有所差异。对于全部采用有线环境的情况，模拟记录文件格式如下：
1. **时间戳**：表示数据包被发送的时间。
2. **事件类型**：标识了数据包的状态变化，如+表示数据包发送，-表示数据包接收，r表示数据包到达终点等。
3. **节点ID**：表示发送或接收数据包的节点编号。
4. **数据包大小**：表示数据包的大小（例如，1000比特）。
5. **数据包序列号**：每个数据包都会有一个唯一的序列号，用于跟踪和排序数据包。
6. **源地址**：表示数据包的源地址。
7. **目的地址**：表示数据包的目的地址。
示例记录格式如下：
```
+0.112 cbr1000 ------- 21.03.100
-0.112 cbr1000 ------- 21.03.100
+0.10812 cbr1000 ------- 21.03.111
-0.10812 cbr1000 ------- 21.03.111
r0.1
```
其中，“+”表示数据包发送，“-”表示数据包接收，“r”表示数据包到达终点。时间戳“0.112”表示从0秒开始经过0.112秒时发生事件。
##### 实验步骤
1. **配置模拟环境**：确保NS2模拟器已经正确安装并配置好。
2. **设计模拟场景**：根据实验目的设计模拟场景，比如设置节点之间的距离、带宽限制等。
3. **运行模拟实验**：运行设计好的模拟场景，并记录模拟过程中的数据。
4. **分析模拟结果**：通过解析模拟记录文件来计算出吞吐量、封包延迟、抖动率和封包遗失率等性能指标。
5. **结果讨论与分析**：根据实验结果进行讨论，解释为什么会出现特定的结果，以及如何改善网络性能。
##### 技术要点
- **UDP与TCP的区别**：UDP是一种无连接的服务，主要用于实时传输数据，不保证数据包的可靠性和顺序性；而TCP是一种面向连接的服务，确保数据包的可靠性与顺序性。
- **吞吐量计算**：通常使用单位时间内传输的数据量来衡量吞吐量，即每秒传输的比特数（bps）。
- **封包延迟**：指数据包从发送方到接收方的时间间隔，是衡量网络传输速度的重要指标。
- **抖动率**：指的是封包延迟的变化情况，反映网络传输的一致性。
- **封包遗失率**：是指在网络传输过程中丢失的数据包占总发送数据包的比例，反映了网络的可靠性。
通过本实验的学习，不仅能够深入了解网络性能的关键因素，还能掌握如何通过NS2这样的工具来进行实际的网络模拟与分析，这对于从事网络研究与开发的人员来说是非常重要的技能。
