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年
技
术
创
新
软 件 时 空
《
ＰＬＣ
技术应用
２００
例
》
您 的 论 文 得 到 两 院 院 士 关 注
基于
ＮＳ２
的
ＵＤＰ
性能仿真研究
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＵＤＰ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＮＳ２
（
黑龙江科技学院
）
冯丽媛 祁红岩
ＦＥＮＧ Ｌｉ－ｙｕａｎ ＱＩ Ｈｏｎｇ－ｙａｎ
摘要
：
探讨了网络仿真软件
ＮＳ２
的结构
、
功能
、
仿真原理及仿真方法以及
ＵＤＰ
协议的特点
，
在此基础上深入分析了系统模型和 链 路
结构
。
通过
ＮＳ２
平台 对吞 吐量
、
丢包 率
、
带宽 和传 输距 离进 行仿 真测试
，
最后 给出 了在 无线 网络 和有线网络中的适用范围
。
关 键 词
： ＵＤＰ
；
吞 吐 量
；
丢 包 率
；
带 宽
中图分类号
： ＴＰ３９３
文献标识码
： Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｆｕｎｃｔｉｏｎ， ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＮＳ２ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ＵＤＰ ｐｒｏｔｏｃｏｌ． Ｆｕｒｔｈｅｒ－
ｍｏｒｅ， ａｎ ｉｎ－ ｄｅｐｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｌｉｎｋ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ｕｓｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｉｍｕ－
ｌａｔｏｒ ２ （ＮＳ２） ｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ， ｐａｃｋｅｔ ｄｒｏｐ ｒａｔｅ， ｂａｎｄｗｉｄｔｈ， ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ． Ｆｉｎａｌｌｙ ｉｔ ｇａｖｅ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｗｉｒｅ
ｌｉｎｅ ａｎｄ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＵＤＰ；ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ｐａｃｋｅｔ ｄｒｏｐ ｒａｔｅ；ｂａｎｄｗｉｄｔｈ
文章编号
：１００８－ ０５７０（２００８）０５－
３
－ ０２６３－ ０３
１
引言
１．１ ＵＤＰ
协议
用户数据报协议
（ＵＤＰ）
主要用来支持需要在计算机之间传
输数据的网络应用
，
包括网络视频系统在内的众多的客户
／
服务
器模式的网络应用都需要使用
ＵＤＰ
协议
。
ＵＤＰ
协议将网络数
据流量压缩成数据报的形式
，
提供快速 的无连接业务
，
这使其
适用于传输时延敏感的信令消息
。
ＵＤＰ
最早规范是
１９８０
年发
布的
ＲＦＣ７６８
，
尽管 时间已经很长
，
但
ＵＤＰ
协议仍然继续在 主
流应用中发挥着重要作用
。
ＵＤＰ
和
ＴＣＰ
协议的主要区别是两者在如何实现信息的可
靠传递方面不同
。
ＴＣＰ
协议中包含了专门的传递保证机制
，
当
数据接收方收到发送方传来的信息时
，
会自动向发送方发出确
认消息
；
发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其它
信息
，
否则将一直等待直到收到确认信息为止
。
与
ＴＣＰ
不同
，
ＵＤＰ
协议并不提供数据传送的保证机制
。
如果在从发送方到接
收方的传递过程中出现数据报的丢失
，
协议本身并不能做出任
何检测或提示
。
因此
，
通常把
ＵＤＰ
协议称为不可靠的传输协
议
。
相对于
ＴＣＰ
协议
，
ＵＤＰ
协议的另外一个不同之处在于如何
接收突法性的多个数据报
。
虽然
ＵＤＰ
协议没有
ＴＣＰ
协议应用的广泛
，
也没有
ＴＣＰ
协
议中植入的各种安全保障功能
，
但
ＵＤＰ
具有
ＴＣＰ
所望尘莫及
的速度优 势
。
ＴＣＰ
在实际执 行的 过程中会 占用 大量的系统开
销
，
无疑使速度受到严重的影响
。
反观
ＵＤＰ
由于排除了信息可
靠传递机制
，
将安全和排序等功能移交给上层应用来完成
，
极
大降低了执行时间
，
使速度得到了保证
。
因此对
ＵＤＰ
性能的分
析与仿真是有必要的
。
１．２ ＮＳ２
软件仿真平台
网络通信技术日新月异
，
对网络技术的研究也同样炙手可
热
，
网络仿真是目前网络通信研究的主要方式之一
。
ＮＳ
是于
１９８９
年由
ＵＣ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ
开发的
ＲＥＡＬ
网络仿真器
，
主要用于仿
真各种
ＩＰ
网络
，
该软件最初是针对基于
ＵＮＩＸ
系统下的网络设
计和仿真 而进行的
。
ＮＳ２
是一种针对网络技 术的源代 码公 开
的
、
免费的软件仿真平台
，
使用它可 以很容易的进行网络技术
的开发
，
而且发展到今天
，
它所包含的模块已经非常丰富
，
几乎
涉及到网络技术的所有方面
，
所以
ＮＳ２
成了目前学术界广泛使
用的一种网络仿真软件
。
ＮＳ２
使用了被称为分裂对象模型的开发机制
，
采用了
Ｃ＋＋
和
Ｏｔｃｌ
两种开发语言进行开发
。
考虑效率和操作便利的原因
，
ＮＳ２
将数据通道和控制通道的实现相分离
。
为了减少分组和事
件的处理时间
，
事件调度器和数据通道上的基本网络组件对象
都使用
Ｃ＋＋
编写
，
这些对象通过
Ｏｔｃｌ
解释器可见
。
这样
，
仿真用
户只要通过简单易用的
Ｔｃｌ／Ｏｔｃｌ
脚本编写出仿真代码
，
就可以
对仿真拓扑
、
节点
、
链路等各 种部件和参数进行方便快速的配
置
。
ＮＳ２
可以说是
Ｏｔｃｌ
的脚本解释器
，
它包含仿真事件调度器
、
网络组件对象库等
。
事件调度器控制仿真的过程
，
在适当时间
激活事件队列中的当前事件
，
并执行该事件
。
网络组件模拟网
络设备或节点的通信
，
他们通过制定仿真场景和仿真进程
，
交
换特 定 的 分 组 来 模 拟 真 实 网 络 情 况
，
并 将 执 行 情 况 记 录 到
Ｔｒａｃｅ
文件中
，
以提供给仿真用户进行分析解读
，
并获取仿真结
果
。
ＮＳ２
采用这种分裂模型即提高了仿真效率
，
加快了仿真速
度
，
又提供了仿真配置的灵活性和造作的简便性
。
２
仿真模型
２．１
系统模型
图
１
系统模型
如图
１
所示为仿真系统模型
，
其中
Ｓｅｒｖｅｒ１
和
Ｓｅｒｖｅｒ２
为服
冯丽媛
：
助 教
２６３
－ －
