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网络拓扑是最简单的两节点单链路网络 NS3用的是3.25版本 linux环境是 虚拟机下的Ubuntu16.04 具体的安装过程另寻博客哦~ 
一、【理论】利用排队论建模计算
（懒得导公式，直接用纸）  
二、【实践】使用 NS3 仿真上述网络场景，测量并绘图显示所有的评价指标 仿真代码
2.1 仿真核心代码
#include
#include "ns3/core-module.h"
#include "ns3/network-module.h"
#include "ns3/internet-module.h"
#include "ns3/point-to-point-module.h"
#include "ns3/applications-module.h"
//使用命名空间ns3
using namespace ns3;
//定义日志组件，组件名 FirstScriptExample
NS_LOG_COMPONENT_DEFINE ("FirstScriptExample");
//---------------MyApp-------------------------------------
class MyApp : public Application
{
public:
MyApp (); // 构造函数
virtual ~MyApp ();// 析构函数
static TypeId GetTypeId (void); // 设置MyApp 的属性系统
//Setup 函数通过参数值给MyApp 的私有成员变量赋值
void Setup (Ptr socket,
Address address,
uint32_t nPackets,
Ptr pArrival1,
Ptr pVariable2);
private:
virtual void StartApplication (void); // 启动MyAPP
virtual void StopApplication (void);// 停止MyAPP
void ScheduleTx (void);// 生成下一个包的到达事件
void SendPacket (void);// 发送数据包
Ptr m_socket; // Socket 指针，负责建立socket 连接
Address m_peer; // 远端地址
EventId m_sendEvent;// 发送事件
bool m_running;// 运行状态
uint32_t m_nPackets;
uint32_t m_packetsSent; // 已发送数据包
// 指数随机变量pArrival 产生随机数作为包的发送间隔
Ptr pArrival;
//产生随机数作为数据包大小
Ptr pSize;
};
MyApp::MyApp ()
: m_socket (0),
m_peer (),
m_sendEvent (),
m_running (false),
m_nPackets (0),
m_packetsSent (0)
{
}
MyApp::~MyApp()
{
m_socket = 0;
}
void //setup 函数，根据参数设置私有成员属性的值
MyApp::Setup (Ptr socket, Address address,uint32_t nPackets,
Ptr pVariable1,Ptr pVariable2)
{
// 以下均为赋值语句
m_socket = socket;
m_peer = address;
m_nPackets = nPackets;
pArrival = pVariable1;
pSize = pVariable2;
}
/* static */
TypeId MyApp::GetTypeId (void)
{
static TypeId tid = TypeId ("MyApp")
.SetParent ()
.SetGroupName ("Tutorial")
.AddConstructor ()
;
return tid;
}
void
MyApp::StartApplication (void) // 启动应用
{
m_running = true; // 将m_running 设为true ，表明程序为运行状态
m_packetsSent = 0;// 已发包的数目m_packetsSent =0
if (InetSocketAddress::IsMatchingType (m_peer)){
m_socket->Bind ();
}else{
m_socket->Bind6 ();
}
m_socket->Connect (m_peer); // 通过远端地址建立socket 连接
SendPacket ();
}
void
MyApp::StopApplication (void) // 停止应用
{
m_running = false;// 运行状态设为false
if (m_sendEvent.IsRunning ()){
Simulator::Cancel (m_sendEvent);// 取消发送事件
}
if (m_socket){
m_socket->Close (); // 关闭socket 连接
}
}
void
MyApp::SendPacket (void) // 发送数据包
{
int pvalue = ceil(pSize -> GetValue ()); // 指数分布随机变量pSize 获得一个随机做为包大小
Ptr packet = Create (pvalue );// 根据pvalue 值创建一个相应大小的数据包
m_socket->Send (packet); // 发送当前包
// 如果已发送包的数目小于总的包的数目，调用ScheduleTx 函数并使m_packetsSent+1
if (++m_packetsSent
if (m_running) // 启动应用后m_running 设置为true, 应用停止后设置为false
{
double value = pArrival->GetValue ();// 使用指数随机变量生成发送下一个包的时间间隔
Time tNext (Seconds (value)); // 将value 转换成时间变量tNext
m_sendEvent = Simulator::Schedule (tNext, &MyApp::SendPacket, this);
// 经过tNext 时间后，调用SendPacket 函数发送下一个包
}
}
//________________________________________________________
int
main (int argc, char *argv[])
{
CommandLine cmd;
cmd.Parse (argc, argv);
// 设置时间数值的解析单位， Time::NS 表示纳秒
Time::SetResolution (Time::NS);
// 激活日志组件 UdpEchoClientApplication ，激活的日志级别为为 LOG_LEVEL_INFO //LOG_LEVEL_FUNCTION
//LogComponentEnable ("UdpEchoClientApplication", LOG_LEVEL_INFO);
// 激活日志组件 UdpEchoServerApplication ，激活的日志级别为LOG_LEVEL_INFO
//LogComponentEnable ("UdpEchoServerApplication", LOG_LEVEL_INFO);
NodeContainer nodes; // 定义节点容器 nodes, 相当于节点数组， nodes.get(i) 获得第i i
nodes.Create (2); //nodes 使用 Create(2)
//————————————————【确定网络设备类型，依拓扑安装在相应的节点上】——————————————
PointToPointHelper pointToPoint;// 定义 PointToPointHelper 对象 pointToPoint ，负责网络设备的配置
pointToPoint.SetDeviceAttribute ("DataRate", StringValue ("1Mbps"));// 设置点对点信道的链路速率为 1mbps
pointToPoint.SetChannelAttribute ("Delay", StringValue ("0.1ms"));//设置点对点信道的链路延迟为 0.1ms
pointToPoint.SetQueue ("ns3::DropTailQueue", "MaxPackets", UintegerValue(50));//队列容量K=50
//pointToPoint.SetQueue ("ns3::DropTailQueue","MaxSize", StringValue ("50p")) ;
NetDeviceContainer devices;// 定义网络设备容器对象 devices
// pointToPoint 调用 Install(nodes) 函数在 nodes 包含的节点上安装点到点网络设备和信道, , 并将
//安装成功后的网络设备赋给 devices 。 devices 包含节点0 0 和节点1 1 上的网络设备
devices = pointToPoint.Install (nodes);
InternetStackHelper stack;// 定义 InternetStackHelper 对象 stack, , 负责安装 Internet 协议栈
stack.Install (nodes);// stack 使用 Install( ( nodes) ) 函数在 nodes包含的节点上安装协议栈
//————————————————【给每个网络设备安装Internet协议栈, 并分配Ip地址】——————————————
Ipv4AddressHelper address;// 定义 Ipv4AddressHelper 对象 address ，负责 IP 的分配
address.SetBase ("10.1.1.0", "255.255.255.0");//address 调用 SetBase 设置网关 10.1.1.0 和子网掩码
// address 调用 Assign 函数在 devices 包含的网络设备上分配 Ip 地址，从 10.1.1.1 1 开始。节点0 0 的网
//络设备分配地址 10.1.1.1 1 ，节点2 2 的网络设备分配 10.1.1.2 2 。分配成功后的 IP 地址由
//Ipv4InterfaceContainer 对象 interfaces
Ipv4InterfaceContainer interfaces = address.Assign (devices);
//————————————————【使用Application的子类生成相应的数据包】——————————————
//************服务器*****************
/*
uint16_t sinkPort = 9;
Address sinkAddress (InetSocketAddress (interfaces.GetAddress (1), sinkPort));
PacketSinkHelper packetSinkHelper ("ns3::UdpSocketFactory", InetSocketAddress (Ipv4Address::GetAny (), sinkPort));
ApplicationContainer sinkApps = packetSinkHelper.Install (nodes.Get (1));
sinkApps.Start (Seconds (0.));
*/
uint16_t sinkPort = 9;
UdpEchoServerHelper echoServer (sinkPort);
Address sinkAddress (InetSocketAddress (interfaces.GetAddress (1), sinkPort));
ApplicationContainer serverApps = echoServer.Install (nodes.Get (1));
serverApps.Start (Seconds (0.));
//************客户端*****************
// 在节点0 上创建一个Socket, 类型为UdpSocket
Ptr ns3UdpSocket = Socket::CreateSocket (nodes.Get (0),
UdpSocketFactory::GetTypeId ());
// 指数随机变量PArrival
Ptr PArrival= CreateObject ();
PArrival->SetAttribute ("Mean", DoubleValue (1/562.5)); // 平均值
PArrival->SetAttribute ("Bound", DoubleValue (0)); // 下界
// 指数随机变量Psize
Ptr Psize= CreateObject ();
Psize->SetAttribute ("Mean", DoubleValue (200-28)); // 平均值，包大小
Psize->SetAttribute ("Bound", DoubleValue (0)); // 下界， 包大小
Ptr app = CreateObject (); // 创建一个MyApp 对象，使app 指向它
//setup 函数将主函数中定义的socket ，远端地址，包数目，随机变量赋给app 的成员变量
app->Setup (ns3UdpSocket, sinkAddress, 100000,PArrival,Psize);
// 将app 安装在节点0上 上
nodes.Get (0)->AddApplication (app);
// 设置启动时间
app->SetStartTime (Seconds (0.0));
// 设置停止时间
//app->SetStopTime (Seconds (1000.0));
//—————————————【tracing】——————————————
AsciiTraceHelper ascii;
pointToPoint.EnableAsciiAll ( ascii.CreateFileStream("mytest.tr"));
//—————————————【运行】——————————————
Simulator::Run ();//运行仿真实验
Simulator::Destroy ();//销毁仿真实验中创建的对象
return 0;
}
2.1 计算评价指标
· 计算丢包率：通过计算 d（丢包事件）/N（发包总数）得到 · 计算平均队长：统计不同时刻的队长再除以统计次数得到
BEGIN{
receiverPktNum=0;
cur_qsize=0;
count_20=0;
qsizeSum=0;
drop=0;
N=100000;
}
{
event=$1;
time = $2;
node = $3; #发生事件的节点
nodeNum=substr(node,11,1); #get node num
if(nodeNum==0){
if(event == "d"){
drop++
}
for (i=1;i
srcIP = $(i-1);
dstIP = $(i+1);
if(match(srcIP, myScrIP) && match(dstIP, myDstIP) )#link matches
{
packet_id = myPacketID;
break;
#start to record the information of the packet
}#if
}#else if
}#for
if(event=="+"){
start_time[packet_id]=time
cur_qsize++
#if(cur_qsize>0)print cur_qsize
qsizeSum=qsizeSum+cur_qsize
}
if(event=="-"){
end_time[packet_id]=time
cur_qsize--
if(cur_qsize>=20){count_20++}
}
if(event == "r"&&receiver[packet_id]!=1){
receiver[packet_id]=1
if(packet_id==N)print time
}
if(event == "d"){
drop++
}
}#if(nodeNUm)
}
END{
result = qsizeSum/N
printf("平均队长：%f\n",result)
printf("丢包率：%f\n",drop/N)
p20=count_20/N
printf("队长大于 20 的概率：%f\n",count_20/N)
}
#awk -f awkTest.awk mytest.tr > resultTest.result
awk分析trace文件得到的结果： 
2.3 队长指标可视化
利用awk文件处理trace文件得到以下结果 
根据这份数据文件利用 gnuplot 输出
plot "resultView.result" with lines
 横轴为仿真时间 纵轴为当前队长 可以看到队长大于 20 的情况并不多，而丢包（队长等于 50 的时候）的概率是很小的
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