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NS3-虚拟网络与物理网络的交互-1 仿真概述

news 来源：原创 2025/6/27 20:42:44

1. 仿真概述

NS-3 专为集成到 TestBed 和虚拟机中而设计环境。我们通过提供两种网络设备来满足这一需求。第一种设备是文件描述符 net 设备（），这是一种通用设备类型，可以从文件描述符中读取和写入。通过将此文件描述符与主机上的不同内容相关联系统，则可以提供不同的功能。例如， FdNetDevice 可以与底层数据包套接字相关联，以提供仿真功能。这允许 ns-3 模拟在 “真实” 网络上发送数据。第二种称为 a，允许 “真实” 主机参与 ns-3 模拟，就像它是模拟节点之一。ns-3 模拟可以用模拟或模拟设备的任意组合。FdNetDeviceTapBridgeNetDevice

注意：在 ns-3.17 之前，仿真功能由称为 NetDevice 的特殊设备;NetDevice 具有已替换为 .EmuEmuFdNetDevice

1.1 Testbed 仿真示例-FdNetDevice

我们想要支持的用例之一是测试平台。具体示例 ORBIT 测试台就是其中之一。ORBIT 是一个实验室仿真器/现场试验网络布置为 400 802.11 的二维网格无线电节点。我们通过使用 ORBIT 的“成像”过程来加载并在 ORBIT 阵列上运行 ns-3 模拟。我们可以使用我们的来驱动测试平台中的硬件，并且可以使用 ns-3 跟踪和日志记录功能，或本机 ORBIT 数据收集技术。有关 ORBIT 的详细信息，请参见 http://www.orbit-lab.org/ 测试平台。

下图显示了此类模拟：
在这里插入图片描述

您可以看到有单独的主机，每个主机都运行“全局”的子集模拟。我们使用 real 硬件。这允许 ns-3 应用程序和协议堆栈附加到模拟节点，以通过真实硬件进行通信。

我们预计此配置的主要用途将是生成可重复的在真实网络环境中的实验结果，包括所有 NS-3 跟踪、日志记录、可视化和统计信息收集工具。

1.2 模拟通道示例-TapDevice

在本质上可以被视为逆配置的情况下，我们允许 “real” 运行本机应用程序和协议堆栈的计算机，以与 NS-3 模拟集成。这允许模拟连接到一台真实的机器，并且还支持虚拟化。这种模拟是如下图所示：
在这里插入图片描述

_images/emulated-channel.png
模拟通道的实现概述。

在这里，您将看到有一个主机包含多个虚拟机运行。显示 ns-3 模拟在所示的虚拟机中运行在图的中心。此模拟具有许多节点，其中关联的 NS-3 应用程序和协议栈，它们通过本机模拟 NS-3 网络设备与 NS-3 通道通信。

还有两个虚拟机显示在数字。这些 VM 运行本机（Linux）应用程序和协议堆栈。 VM 通过 Linux Tap 网络设备连接到模拟中。用户模式处理程序在模拟中实例化并附加到 proxy 节点，该节点表示模拟中的本机 VM。这些处理程序允许点按本机 VM 上的设备，使其行为就像它们是 NS-3 网络设备一样模拟 VM。反过来，这允许本机软件和协议套件在本机 VM 中，以使其能够连接到模拟的 NS-3 通道。

我们预计此环境的典型用例是分析本机应用程序和协议套件在存在大型模拟 NS-3 网络。

仿真的基本 testbed 模式使用 Raw sockets。另外两种变体（最近添加了基于 netmap 和基于 DPDK 的仿真）;这些使用更新的网络接口卡，这些卡使用直接映射内存功能，提高数据包处理效率。

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1. 仿真概述

1.1 Testbed 仿真示例-FdNetDevice

1.2 模拟通道示例-TapDevice

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