WE6:实时高效Windows平台IPv6网络模拟器设计与实现

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2024年5月16日发(作者：)

第２５卷第８期　

２００８年８月　

计算机应用研究　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ　

Ｖ０１．２５　Ｎｏ．８　

Ａｕｇ．２００８　

ＷＥ６：实时高效　Ｗｉｎｄｏｗｓ平台ｌ　ＰＶ６　

网络模拟器设计与实现　

李学杰，金志刚，戴居丰　

（天津大学电子信息工程学院，天津３０００７２）　

摘要：ＩＰｖ６网络需要新的网络协议和设备。在将新设备应用到实际环境前，需要大量的实验对设备和协雄进　

行验证。网络模拟器是进行这类实验的有效工具。为此，设计了一种同时支持ＩＰｖ６和ＩＰｖ４协议的Ｗｉｎｄｏｗｓ平　

台网络模拟器：ＷＥ６（Ｗｉｎｄｏｗｓ．ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｅｍｕｌａｔｏｒ　ＩＰｖ６）。可以实现对网络带宽、传输延迟、传输丢包率以及传输延　

迟抖动的控制和调节。在Ｃｅｒｎｅｔ　１／上进行的实际使用表明，该网络模拟器可以对ＩＰｖ６业务进行精确的实验环　

境控制，为协议和设备的开发与验证提供可靠的条件。　

关键词：模拟器；ＩＰｖ６；Ｗｉｎｄｏｗｓ平台　

中图分类号：ＴＰ３９１．９　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—３６９５（２００８）０８—２５０２—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　

ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｍｕｌａｔｏｒ　ｏｆ　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ｆｏｒ　ＩＰｖ６（ＷＥ６）　

ＬＩ　Ｘｕｅ－ｊｉｅ，ＪＩＮ　Ｚｈｉ—ｇａｎｇ，ＤＡＩ　Ｊｕ—ｆｅｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　０　ｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｉｆｎ　３０００７２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅ　ｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，ｎｅｗ　ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ　ａｎｄ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ａｒｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ｔｏ　ｄｅｖｅｌｏｐ．Ｉｔ　ｉｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　

ｔｏ　ｔｅｓｔ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ　ａｎｄ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ　ｂｅ￣ｒｅ　ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ．　Ｉｌｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅ—　

ｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＲＥＮＥＷ，ａ　ｕｓｅａｂｌｅ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｍｕｌａｔｏｒ　ｗｈｉｃｈ　ｓｕｐｐｏｓｅｄ　ｂｏｔｈ　ＩＰｖ４　ａｎｄ　ＩＰｖ６　ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔ　ａ１．　

ＳＯ　ｗｏｒｋｅｄ　ｏｎ　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ｐｌａｆｆｏｒｍ．Ｉｎ　ＩＰｖ６　ｔｅｓｔｂｅｄ．ｉｔ　ｕｓｅｄ　ＲＥＮＥＷ　ｔｏ　ｅｍｕｌａｔｅ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｉｎ．　

ｃｌｕｄｉｎｇ　ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ｄｅｌａｙ　ｐａｃｋｅｔ　ｌｏｓｓ　ａｎｄ　ｊｉｔｔｅｒ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｖａｌｕｅｓ，ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｅｒｅ　ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｉｍｐｌｅ—　

ｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｓｔｕｄｙ．ｉｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ＲＥＮＥＷ　ｄｏｅｓ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ｒｅａ１．ｔｉｍｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｃｈａｎｇｅ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　

ＩＰｖ６　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｄｉｅｎｔｌｙ　ｏｎ　Ｗｉｎｄｏｗｓ．Ｉｔ　ａｌＳＯ　ｇｉｖｅｓ　ｅｎｏｕｇｈ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ　ｃｏｎｖｅｎ．　

ｉｅｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｅｓｔ　ｗｏｒｋ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｍｕｌａｔｏｒ：１Ｐｖ６：Ｗｉｎｄｏｗｓ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　

网络模拟器可在实验室为网络研究人员提供可控、可再现　

的实验环境，可加快网络协议和设备的开发与应用进程。其优　

势在于不像用软件仿真（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）那样还需要对网络协议和　

服务再次在仿真软件中实现　。　

目前，已经有研究和开发人员设计和开发了一些网络模拟　

用ＩＰｖ６技术。如果不能及时提供支持ＩＰｖ６功能的模拟器将影　

响到ＩＰｖ６的推广进程。　

微软公司的Ｗｉｎｄｏｗｓ已经被市场广泛认可，并且其易用性　

与界面的友好性比Ｌｉｎｕｘ类操作系统要高。考虑到Ｗｉｎｄｏｗｓ　

平台上数量巨大的各种应用，实现其平台上的模拟器对进一步　

减少网络协议和新应用的重新编码有巨大的作用。因此，本文　

提出了Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的同时支持ＩＰｖ６和ＩＰｖ４的实时、高效的　

网络模拟器。该模拟器可对网络中需要处理的数据包在传输　

器。例如ＮＩＳＴＮｅｔ是美国国家标准局提出的运行于Ｌｉｎｕｘ平台　

的模拟器软件包（２　３；Ｄｕｍｍｙｎｅｔ是小型的、有一定灵活性的模　

拟器软件　ｊ，它基于ＦｒｅｅＢＳＤ操作系统。上述两种模拟器的缺　

点是需要先对操作系统进行补丁操作　。ＯＮＥ（Ｏｈｉｏ　ｎｅｔｗｏｒｋ　

ｅｍｕｌａｔｏｒ）是美国俄亥俄州立大学设计的运行在Ｓｕｎ公司的　

过程中根据需要，修改其传输延迟、延迟抖动、控制传输带宽、　

控制传输丢包率。　

Ｓｏｌａｆｉｓ工作站环境下的模拟器软件　ｊ。它工作时模仿路由器　

的工作，需要有两个物理网卡。使用ＯＮＥ模拟器时，需要运行　

ｎｔｐｄ和ｉｎｅｔｄ等服务，并且用户界面不够友好，模拟器功能不　

够全面。对于网络模拟器的需求，也有企业进行了开发，提供　

了较成熟的产品。例如ＰａｃｋｅｔＳｔｏｍ公司的产品Ｐａｃｋｅｔｒｓｔｏｒｍ是　

一

１　ＷＥ６总体设计　

１．１设计目标　

ＷＥ６的首要目标是对ＩＰｖ６的支持。当然为了适应各种　

ＩＰｖ４和ＩＰｖ６共存的环境，还需要支持ＩＰｖ４。根据Ｗｉｎｄｏｗｓ平　

台的特点，确定了下面的目标：　

ａ）有效性与精确性。有效地对用户设定的网络环境进行　

个功能强大的网络模拟器　Ｊ。但是其价格非常高，而且主　

要针对大型的网络环境。　

另一方面，上述模拟器一般都是在ＩＰｖ４环境下对协议进　

行模拟。但是随着ＩＰ地址空间的日益紧张，下一代网络将采　

收稿日期：２００７－０９—３０；修回日期：２００７．１２—２３　

模拟，并且足够精确。这些仿真应该尽可能实时完成。　

ｂ）小干扰。当模拟器运行时，尽可能小地对Ｗｉｎｄｏｗｓ的　

基金项目：国家自然科学基金资助项目（９０６０４０１３）；天津市政府信息办项目（０７０３３０１２）　

作者简介：李学杰（１９６５・），男，河北沧州人，博士，主要研究方向为计算机网络、信息安全（１ｘｊ＠ｔｉｐｐ．ｇｏｖ．ｃｎ）；金志刚（１９７２．），男，上海人，教　

授，博导，主要研究方向为网络与信息安全；戴居丰（１９４４．），男，湖北宜昌人，教授，博导，主要研究方向为通信与信息系统、信息安全．　

第８期　李学杰，等：ＷＥ６：实时高效Ｗｉｎｄｏｗｓ平台ＩＰｖ６网络模拟器设计与实现　

ｄｒｏｐ　ｔａｉｌ、随机丢包等，丢弃特定的包。　

１．３．２传输延迟控制　

２５０３・　

正常任务的运行进行干扰。这样的话，得到的模拟结果的可信　

性才比较高。　

Ｃ）灵活性。要求网络模拟器能够实现尽量多的网络环境　

模拟，并且适应不同的网络硬件。　

１．２　ＷＥ６系统结构　

延迟是影响网络协议工作的另一个主要性能参数。在一　

般的网络中，数据包的传输延迟由链路带宽和业务流量等确　

定。但是用户为了对协议进行测试，往往需要得到大延迟，或　

者延迟抖动情况下的行为。例如，网络流媒体播放器需要实验　

为了实现上述设计目标，经过对Ｗｉｎｄｏｗｓ的网络协议栈的　

深入分析，ＷＥ６模拟器选择了主要在数据链路层添加和修改　

Ｗｉｎｄｏｗｓ的代码并且在网络层进行少量的配合代码的方式来　

实现。ＷＥ６的系统结构如图１所示。选择在数据链路层实现　

模拟器的主要原因是由于ＩＰｖ６和ＩＰｖ４的协议栈在网络层实现　

在大延迟，而且延迟抖动的环境下是否可以流畅工作。模拟器　

通过人工增加用户可调节的延迟来实现用户的需求。　

具体实现的方法是，收到数据包后，将其按照需要在缓冲　

区中存放一定时间。其中的关键技术是实现高精度的内核定　

时器。在定时器的支持下，将需要延迟发送的数据包组成　

上有较大的差异，但是在数据链路层实现基本相同。为了实现　

对ＩＰｖ６和ＩＰｖ４的支持，在网络层使用了不同的代码。这样的　

ｔｉｍｅｒ．１ｉｓｔ。按照其定时器的失效时间升序排列该链表中的项。　

分层结构使ＷＥ６网络模拟器可以高效、准确地工作。　

此链表是动态维护的，随时可能有新的项加入，也会有表项因　

ｒ—————————］　广＿＿Ⅵ　————一　

为定时器超时被删除。模拟器仅需要对表头进行检查，这使得　

ｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｉ　　Ｉｉｎｔｅ　誉　ｌ　

其处理效率提高，实现实处理行。在具体实现时，仅使用了一　

个高精度定时器进行扫描，大大降低了对ＣＰＵ和内存的消耗。　

为了保证高精度定时器的时问精度，将其单独作为一个线程　

（主线程）。模拟器的其他功能模块构成另外一个线程。当模　

拟器运行时，主线程负责对数据包的处理；定时器线程实现高　

　ＩＩ　

精度的定时；定时器线程一旦扫描到超时的数据包就立刻将其　

图１　ＷＥ６在协议层次的位置　

传递给主线程进行相关处理。　

Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统提供了用户和内核模式。ｗＥ６模拟器　

１．３．３传榆延迟抖动（ｄｅｌａｙ　ｉｉｔｔｅｒ）控制　

由两个主要模块组成，如图２所示。ａ）用户界面，工作于用户　

数据包在网络中传输时会有不同的传输延迟，不同的延迟　

模式。模拟器的用户可以通过此界面控制需要调整的网络参　

形成了延迟抖动。延迟抖动对于网络协议的性能、设置协议工　

数来改变网络环境。ｂ）内核模块，工作于内核模式。由于其　

作的正确性有很大的影响。ＷＥ６网络模拟器提供了对延迟抖　

嵌入到Ｗｉｎｄｏｗｓ的内核中，不会受到进程切换和Ｗｉｎｄｏｗｓ工作　

动的控制和模拟。为了实现对抖动的模拟和控制，使用了文献　

模式的影响。内核模块提供了模拟器的主要模拟功能。它截　

［７］中的多结构延迟抖动模型。此模型采用了不相关采样的　

获收到的数据包，然后对其根据用户的设置改变其传输的延　

概率分布函数来生成。其过程如图３所示。　

迟、传输使用的带宽和产生需要的丢包环境。　

　Ｉ竺　！！坌塑垩垄Ｈ　！！　竺　堡！！　！Ｈ堂墼　！！！　！　！塑　Ｉ　

图３延迟抖动模型　

其中，拉普拉斯变换用来生成用户指定的包传输延迟抖动的均　

值和标准差。为了与实际的抖动特性更加接近，进一步使用下　

面的公式变换。　

Ｆ（　）＝１／２　ｅ　一ａ　佃，Ｘ≤ａ　（１）　

，（　）＝１—１／２　ｅ。　一　，　≤Ｏｔ　（２）　

ｄ＝ｍｅａｎ，口＝　

其中，高斯白噪声用来得到大时间尺度的延迟。　

ｎｅｔｗｏｒｋ　

图２　ＷＥ６系统结构　

２模拟器实现关键技术　

ＷＥ６的基本工作流程如下：每一个输入的数据包都会被　

监测，包匹配模块根据用户设置的规则决定是否对数据包进行　

２．１　Ｗｉｎｄｏｗｓ下的原型　

处理，以及进行哪种处理。为了区分不同的流，本文使用了业　

为了实现对数据包的处理，模拟器需要控制所有穿越的数　

务表，将ＩＰ地址（源和目的）、协议类型、端口号（源和目的）组　

据。Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的数据链路层功能是在网络驱动程序　

合起来构成该表的条目。考虑到ＩＣＭＰ协议的特殊性，对ＩＣＭＰ　

中实现的。因此，ＷＥ６模拟器需要修改和扩展Ｗｉｎｄｏｗｓ的网　

与ＩＣＭＰｖ６协议的业务流使用端口域存储类型和代码数据。为　

络驱动程序。将模拟器作为Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＸＰ（ｓｐ２）的设备驱动程　

了进一步提高对数据包匹配和处理的实时性，ＷＥ６模拟器设计　

序的扩展模块。Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＸＰ平台下的实现框架如图４所示。　

和实现了包分类器，通过此分类器对包进行实时匹配。　

ｗＥ６模拟器采用了ＮＤＩＳ（ｎｅｔｗｏｒｋ　ｄｒｉｖｅｒ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｓｐｅｃｉｉｆ。　

１．３模拟功能实现策略　

ｃａｔｉｏｎ）规范，并使用ＷＤＭ（Ｗｉｎｄｏｗｓ　ｄｒｉｖｅｒ　ｍｏｄｅ１）编程模型。　

１．３．１　丢包控制　

修改后的网络驱动程序将不同的网卡看做不相互独立的关系。　

很多网络协议和设备都需要验证和测试在一定数据包丢　

数据包可以在用户配置的控制下在卡间流动。通过ＮＤＩＳ技　

失条件下的性能和可靠性。同时为了保证测试的可重复性，还　术，模拟器实现了对数据包的修改、延迟和丢包等操作。　

希望此丢包场景是可准确再现的。丢包控制实现了此功能。　当模拟器初始化时，主线程绑定到所有的网卡或设备句　

当用户设置的某个业务流期望的丢包率大于０时，模拟器根据　

柄。一旦完成初始化，就启动定时器线程。当有数据包到达　

期望的丢包率产生随机数，并且根据用户选择的丢包策略，如　

时，主线程对其进行分类处理。另一方面，ＷＥ６模拟器虽然作　

・

２５０４・　计算机应用研究　

ｍｓ，期望的延迟标准差为４　ｍｓ。　

第２５卷　

为网络驱动的模块加入到Ｗｉｎｄｏｗｓ内核中，但是没有修改原来　

驱动程序的功能模块，保证了Ｗｉｎｄｏｗｓ的网络功能不受影响。　

２．２高精度定时器实现　

采用Ｗｉｎｄｏｗｓ提供的ｋｅｍｅｌ　ｄｉｓｐａｔｃｈｅｒ对象来实现高精度　

定时器。在任意时刻，对象处于ｓｉｇｎａｌｅｄ或ｎｏｔ—ｓｉｇｎａｌｅｄ状态之　

一

２００　４００　６００　８００　１０００　

。

通过使用ＡＰＩ函数ＫｅＷａｉｔＦｏｒＳｉｎｇｌｅＯｂｊｅｃｔ（），可以阻塞某　

ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　ｓｅｔｔｉｎｇｓ／ｋｂｐｓ　

图６延迟５０Ｉｎｓ时屏幕截图　

图７带宽控制实验　

个线程，或者让某个线程等待被ｓｉｇｎａｌｅｄ。在Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系　

统的核心态，并且使用非分页内存时，等待的时间单位是１００　

ａｓ（即０．１　ｓ）。而直接使用Ｗｉｎｄｏｗｓ提供的默认定时器的定　

时精度是１０　ｍｓ　。在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统上对这类定时器的实际　

测量表明，当系统的负荷高时，定时器的精度很难保证。ＷＥ６　

模拟器使用ｋｅｍｅｌ　ｄｉｓｐａｔｃｈｅｒ对象方式实现的高精度定时器可　

以通过提高定时器线程的优先级来解决这些问题。　

图８丢包率期望值为１０％的屏幕截图　

∞　麒　－圣　

麓　

艄　

４结束语　

网络模拟器对于协议的设计和验证、网络设备的应用与调　

试具有重要作用。功能全面、用户友好的模拟器可加快上述过　

程，并提供一个用户可控、场景可再现的网络环境。本文设计　

了Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的ＩＰｖ６网络模拟器：ＷＥ６。在ＮＤＩＳ框架基础　

上，设计和实现了通过对网络驱动程序扩展来完成对数据包的　

模拟器将ｋｅｒｎｅｌ　ｄｉｓｐａｔｃｈｅｒ对象与截获的数据包进行关　

联，并且将对象的失效时刻也关联上。这样一来，仅需要对对　

象是否超时失效进行检查，就可以实现精确的定时。　

３模拟器实验验证　

３．１　实验环境　

为了验证模拟器的功能，特别是其ＩＰｖ６功能，在天津大学　

的ＩＰｖ６网络中进行了实验。天津大学是Ｃｅｍｅｔ的地区主节　

点，是Ｃｅｍｅｔ　ＩＩ纯ＩＰｖ６网络的节点。实验中，源节点和目的节　

处理的能力。通过使用Ｗｉｎｄｏｗｓ的特殊对象方式获得了高精　

度的定时器，解决了数据包的定时问题。在此基础上，针对模　

拟器的主要功能：传输延迟、带宽控制、传输丢包率、延迟抖动　

等（图９）进行了设计和实现。实验表明其主要功能工作良好，　

实现了实时、高效的网络模拟功能。大量实验表明，该模拟器　

的精度较高，适合ＩＰｖ６环境。　

点间通过ｗＥ６模拟器连接，使用的是１００　Ｍｂｐｓ的链路。模拟　

器软件安装在一台Ｄｅｌｌ　ＰＣ上（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ３０００），配置了两个　

以太网卡，标记为Ｄ３０００。目的节点是一台Ｄｅｌｌ笔记本电脑　

（ＩＮＳＰＩＲＯＮ２２００），标记为１２２００。源节点是一台ＡＳＵＳ笔记本　

电脑（Ｕ５　ｓｅｒｉｅｓ），标记为Ｕ５。逻辑连接如图５所示。　

Ｄ３Ｏ０ｏ　

ｅｍｕｌａｔｏｒ　

。　

固癌隧圆一　－－锄窿窿蠡　一　

图９抖动功能实验　

参考文献：　

ｕ５＇ｓ０ｕｒｃｅ，　

ＩＰ　ａｄｄｒｅｓｓ＝２０ｏｌ　

：ｄａ８：ａＯ０ｏ：５：：３　

ｇａｔｅｗａｙ＝２００ｌ：　

ｄａ８：ａ０００：５：：ｌ　

［１］ＪＩＮ　Ｚｈｉ－ｇａｎｇ，ＷＵ　Ｘｉｕ－ｌｉ，ＳＨＵ　Ｙａｎ－ｔａｉ．Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ　

ｏｆ　ａ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｍｕｌａｔｏｒ　ｆ　Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ＩＥＥＥ　Ｃａｎａｄｉａｎ　Ｃｏｎｆｅ．　

ｒｅｎｅｅ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｉｃａｒｌ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｏｎｔａｒｉｏ：ＩＥＥＥ　Ｐｕｂｌｉｃａ－　

ｔｉｏｎ．２００４：３４１－３４４．　

［二　匾亟　口

３．２模拟器实验　

图４　ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ平台下的实现框架　

图５实验拓扑　

［２］ＮＩＳＴ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｇｒｏｕｐ．ＮＩＳＴ　ｎｅｔ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｍｕｌａｔｉｏｎ　

ｐａｃｋａｇｅ［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｓｎａｄ　ｎｃｓ１．ｎｉｓｔ．ｇｏｖ／ｉｔｇ／ｎｉｓｔｎｅｔ．　

［３］ＲＩＺＺＯ　Ｌ．Ｄｕｍｍｙｎｅｔ：ａ　ｓｉｍｐｌｅ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｔｗｏｒｋ　

ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ［Ｊ］．ＡＣＭ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｖｉｅｗ，１９９７，２７　

（１）：３１—４１．　

为了测试对传输延迟的改变能力，对传输延迟实验增加了　

延迟的范围为０—１００　ｍｓ。在源节点发送数据至目的节点。其　

中，设置延迟为５０　ｍｓ时的屏幕截图如图６。可以看出模拟器　

的误差非常小，其平均延迟误差大约为３．８％。为了验证模拟　

［４］　ＫＡＹＳＳＩ　Ａ，Ｅ１．ＨＡＪ—ＭＡＨＭＯＵＤ　Ａ．ＥｍｕＮＥＴ：ａ　ｒｅａ１．ｔｉｍｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　

ｅｍｕｌａｔｏｒ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ＡＣＭ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ．Ｎｅｗ　

Ｙｏｒｋ：ＡＣＭ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，２００４：３５７－３６２．　

器的带宽控制功能，使用了Ｉｐｅｒｆ工具来测量带宽。实验使用　

的是Ｔｈｅ　ｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｐｅｒｆ　１．７．０，支持ＩＰｖ６。实验中设置的带宽　

［５］ＡＬＬＭＡＮ　Ｍ，ＣＡＬＤＷＥＬＬ　Ａ，ＯＳＴＥＭＡＮＮ　Ｓ．ＯＮＥ：ｔｈｅ　Ｏｈｉｏ　ｎｅｔ．　

ｗｏｒｋ　ｅｍｕｌａｔｏｒ，ＴｅｃｈＲｅｐｏｒｔ　ＴＲ－１９９７２［Ｒ］．［Ｓ．１．］：Ｏｈｉｏ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　

１９９７．　

测试范围是０　Ｋｂｐｓ～１　Ｍｂｐｓ。图７给出了６０　Ｓ的平均带宽，平　

均误差为６％。　

测试数据包丢失率的控制同样使用了Ｉｐｅｒｆ工具。图８给　

出了设置期望丢包率为１０％情况下实际测量的截图。实验数　

据表明，丢包率的相对误差不超过３．４％。　

［６］ＰａｅｋｅｔＳｔｏｎｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｌｎｃ．Ｗｈｉｔｅ　ｐａｐｅｒｓ　ｏｆ　ＰａｃｋｅｔＳｔｏｒｍ［ＥＢ／　

ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐａｃｋｅｔｓｔｏｒｍ．ｃｏｒｎ．　

［７］ＤＡＮＩＥＬ　Ｅ，ＣＨＲＩＳＴＯＰＨＥＲ　Ｗ，ＴＥＡＧＵＥ　Ｋ．Ａｎ　ｉｎｔｅｒ—ａｒｒｉｖａｌ　ｄｅｌａｙ　

ｊｉｔｔｅｒ　ｍｏｄｅｌ　ｕｓｉｎｇ　ｍｕｌｔｉ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｄｅｌａｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｆｏｒ　

ＷＥ６网络模拟器的另外一个重要功能是对传输延迟抖动　

的控制，实验中采用Ｗｉｎｐｃａｐ　４．０来进行截包和测量。将Ｗｉｎ．　

ｐａｃｋｅｔ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｒｅｃｏｒｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｓｉｌｏｍａｒ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　

Ｏｆｆ　Ｓｉｇｎａｌｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ．Ａｓｉｌｏｍａｒ　Ｇｒｏｕｎｄ：ＩＥＥＥ　Ｐｕｂｌｉｃａ—　

ｔｉｏｎ，２００３：１７３８－１７４２．　

ｐｃａｐ得到的数据包的到达时刻进行处理，得到间隔时间，然后　

使用ＭＡＴＬＡＢ绘制了延迟的变化图。图９中期望的延迟是５０　

［８］ＤＤＫ　ｄｏｃｕｍｅｎｔ［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｍｓｄｎ２．ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．ｃｏｒｎ／ｅｎ—ｕｓ／ｌｉ．　

ｂｒａｒｙ／ａａ９７３５　１７．ａｓｐｘ．　

本文标签： 模拟器网络延迟实现进行