ns2

1. The ns Manual
(formerly ns Notes and Documentation)1
The VINT Project
A Collaboration between researchers at
UC Berkeley, LBL, USC/ISI, and Xerox PARC.
Kevin Fall kfall@ee.lbl.gov , Editor
Kannan Varadhan kannan@catarina.usc.edu , Editor
November 4, 2011
ns c is LBNL’s Network Simulator [24]. The simulator is written in C++; it uses OTcl as a command and configuration
interface. ns v2 has three substantial changes from ns v1: (1) the more complex objects in ns v1 have been decomposed into
simpler components for greater flexibility and composability; (2) the configuration interface is now OTcl, an object oriented
version of Tcl; and (3) the interface code to the OTcl interpreter is separate from the main simulator.
Ns documentation is available in html, Postscript, and PDF formats. See http://www.isi.edu/nsnam/ns/ns-documentation.
html for pointers to these.
1 The VINT project is a joint effort by people from UC Berkeley, USC/ISI, LBL, and Xerox PARC. The project is supported by the Defense Advanced
Research Projects Agency (DARPA) at LBL under DARPA grant DABT63-96-C-0105, at USC/ISI under DARPA grant ABT63-96-C-0054, at Xerox PARC
under DARPA grant DABT63-96-C-0105. Any opinions, findings, and conclusions or recommendations expressed in this material are those of the author(s)
and do not necessarily reflect the views of the DARPA.

2. Contents
1 Introduction 12
2 Undocumented Facilities 16
I Interface to the Interpreter 18
3 OTcl Linkage 19
3.1 Concept Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2 Code Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3 Class Tcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3.1 Obtain a Reference to the class Tcl instance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3.2 Invoking OTcl Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3.3 Passing Results to/from the Interpreter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3.4 Error Reporting and Exit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3.5 Hash Functions within the Interpreter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3.6 Other Operations on the Interpreter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4 Class TclObject . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.1 Creating and Destroying TclObjects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.4.2 Variable Bindings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4.3 Variable Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.4.4 commandMethods: Definition and Invocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.5 Class TclClass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.5.1 How to Bind Static C++ Class Member Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.6 Class TclCommand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.7 Class EmbeddedTcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.8 Class InstVar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
II Simulator Basics 37
4 The Class Simulator 38
4.1 Simulator Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.2 Schedulers and Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.2.1 The List Scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.2.2 the heap scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2.3 The Calendar Queue Scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2.4 The Real-Time Scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2.5 Precision of the scheduler clock used in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3 Other Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1

3. 5 Nodes and Packet Forwarding 45
5.1 Node Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
5.2 Node Methods: Configuring the Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.3 Node Configuration Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.4 The Classifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5.4.1 Address Classifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.4.2 Multicast Classifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.4.3 MultiPath Classifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.4.4 Hash Classifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.4.5 Replicator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.5 Routing Module and Classifier Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.5.1 Routing Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.5.2 Node Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.6 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
6 Links: Simple Links 63
6.1 Instance Procedures for Links and SimpleLinks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.2 Connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.3 Object hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
7 Queue Management and Packet Scheduling 70
7.1 The C++ Queue Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
7.1.1 Queue blocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7.1.2 PacketQueue Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
7.2 Example: Drop Tail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
7.3 Different types of Queue objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
7.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
7.5 Queue/JoBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
7.5.1 The JoBS algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
7.5.2 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7.5.3 Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.5.4 Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.5.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
8 Delays and Links 85
8.1 The LinkDelay Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
8.2 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
9 Differentiated Services Module in ns 87
9.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
9.2 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9.2.1 RED queue in DiffServ module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9.2.2 Edge and core routers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9.2.3 Policy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
9.3 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
9.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
10 Agents 96
10.1 Agent state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
10.2 Agent methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
10.3 Protocol Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
10.4 OTcl Linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
10.4.1 Creating and Manipulating Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
10.4.2 Default Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2

4. 10.4.3 OTcl Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
10.5 Examples: Tcp, TCP Sink Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
10.5.1 Creating the Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
10.5.2 Starting the Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
10.5.3 Processing Input at Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
10.5.4 Processing Responses at the Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
10.5.5 Implementing Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
10.6 Creating a New Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
10.6.1 Example: A “ping” requestor (Inheritance Structure) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
10.6.2 The recv() and timeout() Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
10.6.3 Linking the “ping” Agent with OTcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
10.6.4 Using the agent through OTcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
10.7 The Agent API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
10.8 Different agent objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
10.9 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
11 Timers 111
11.1 C++ abstract base class TimerHandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
11.1.1 Definition of a new timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
11.1.2 Example: Tcp retransmission timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
11.2 OTcl Timer class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
11.3 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
12 Packet Headers and Formats 116
12.1 A Protocol-Specific Packet Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
12.1.1 Adding a New Packet Header Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
12.1.2 Selectively Including Packet Headers in Your Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
12.2 Packet Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
12.2.1 The Packet Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
12.2.2 p_info Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
12.2.3 The hdr_cmn Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
12.2.4 The PacketHeaderManager Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
12.3 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
13 Error Model 126
13.1 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
13.2 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
13.3 Multi-state error model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
13.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
14 Local Area Networks 131
14.1 Tcl configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
14.2 Components of a LAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
14.3 Channel Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
14.3.1 Channel State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
14.3.2 Example: Channel and classifier of the physical layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
14.3.3 Channel Class in C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
14.4 MacClassifier Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
14.5 MAC Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
14.5.1 Mac State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
14.5.2 Mac Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
14.5.3 Mac Class in C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
14.5.4 CSMA-based MAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
14.6 LL (link-layer) Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
14.6.1 LL Class in C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
3

5. 14.6.2 Example: Link Layer configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
14.7 LanRouterclass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
14.8 Other Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
14.9 LANs and ns routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
14.10Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
15 The (Revised) Addressing Structure in NS 141
15.1 The Default Address Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
15.2 The Hierarchical Address Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
15.2.1 Default Hierarchical Setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
15.2.2 Specific Hierarchical Setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
15.3 Errors in setting address format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
15.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
16 Mobile Networking in ns 144
16.1 The basic wireless model in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
16.1.1 Mobilenode: creating wireless topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
16.1.2 Creating Node movements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
16.1.3 Network Components in a mobilenode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
16.1.4 Different MAC layer protocols for mobile networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
16.1.5 Different types of Routing Agents in mobile networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
16.1.6 Trace Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
16.1.7 Revised format for wireless traces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
16.1.8 Generation of node-movement and traffic-connection for wireless scenarios . . . . . . . . . . . . . . 161
16.2 Extensions made to CMU’s wireless model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
16.2.1 wired-cum-wireless scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
16.2.2 MobileIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
16.3 802.11 MAC protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
16.4 Lists of changes for merging code developed in older version of ns (2.1b5 or later) into the current version
(2.1b8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
16.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
17 Satellite Networking in ns 172
17.1 Overview of satellite models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
17.1.1 Geostationary satellites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
17.1.2 Low-earth-orbiting satellites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
17.2 Using the satellite extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
17.2.1 Nodes and node positions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
17.2.2 Satellite links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
17.2.3 Handoffs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
17.2.4 Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
17.2.5 Trace support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
17.2.6 Error models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
17.2.7 Other configuration options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
17.2.8 nam support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
17.2.9 Integration with wired and wireless code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
17.2.10 Example scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
17.3 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
17.3.1 Use of linked lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
17.3.2 Node structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
17.3.3 Detailed look at satellite links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
17.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
4

6. 18 Radio Propagation Models 189
18.1 Free space model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
18.2 Two-ray ground reflection model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
18.3 Shadowing model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
18.3.1 Backgroud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
18.3.2 Using shadowing model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
18.4 Communication range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
18.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
19 Energy Model in ns 194
19.1 The C++ EnergyModel Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
19.2 The OTcl interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
20 Directed Diffusion 196
20.1 What is Directed Diffusion? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
20.2 The diffusion model in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
20.3 Some mac issues for diffusion in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
20.4 APIs for using filters in diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
20.5 Ping: an example diffusion application implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
20.5.1 Ping Application as implemented in C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
20.5.2 Tcl APIs for the ping application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
20.6 Changes required to add yr diffusion application to ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
20.7 Test-suites for diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
20.8 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
21 XCP: eXplicit Congestion control Protocol 203
21.1 What is XCP? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
21.2 Implementation of XCP in NS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
21.2.1 Endpoints in XCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
21.2.2 XCP Router . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
21.2.3 XCP queue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
21.3 XCP example script . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
21.4 Test-suites for XCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
21.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
22 DelayBox: Per-Flow Delay and Loss 210
22.1 Implementation Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
22.2 Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
22.3 Commands at a Glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
23 Changes made to the IEEE 802.15.4 Implementation in NS-2.31 214
23.1 Radio shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
23.2 Other changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
III Support 216
24 Debugging ns 217
24.1 Tcl-level Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
24.2 C++-Level Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
24.3 Mixing Tcl and C debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
24.4 Memory Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
24.4.1 Using dmalloc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
24.4.2 Memory Conservation Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
24.4.3 Some statistics collected by dmalloc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5

7. 24.5 Memory Leaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
24.5.1 OTcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
24.5.2 C/C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
25 Mathematical Support 222
25.1 Random Number Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
25.1.1 Seeding The RNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
25.1.2 OTcl Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
25.1.3 C++ Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
25.2 Random Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
25.3 Integrals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
25.4 ns-random . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
25.5 Some mathematical-support related objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
25.6 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
26 Trace and Monitoring Support 232
26.1 Trace Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
26.1.1 OTcl Helper Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
26.2 Library support and examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
26.3 The C++ Trace Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
26.4 Trace File Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
26.5 Packet Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
26.6 Queue Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
26.7 Per-Flow Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
26.7.1 The Flow Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
26.7.2 Flow Monitor Trace Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
26.7.3 The Flow Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
26.8 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
27 Test Suite Support 246
27.1 Test Suite Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
27.2 Write a Test Suite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
28 Dynamic Libraries 249
28.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
28.2 Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
28.3 Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
29 ns Code Styles 251
29.1 Indentation style . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
29.2 Variable Naming Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
29.3 Miscellaneous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
IV Routing 253
30 Unicast Routing 254
30.1 The Interface to the Simulation Operator (The API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
30.2 Other Configuration Mechanisms for Specialised Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
30.3 Protocol Specific Configuration Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
30.4 Internals and Architecture of Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
30.4.1 The classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
30.4.2 Interface to Network Dynamics and Multicast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
30.5 Protocol Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
30.6 Unicast routing objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
6

8. 30.7 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
31 Multicast Routing 265
31.1 Multicast API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
31.1.1 Multicast Behavior Monitor Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
31.1.2 Protocol Specific configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
31.2 Internals of Multicast Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
31.2.1 The classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
31.2.2 Extensions to other classes in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
31.2.3 Protocol Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
31.2.4 The internal variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
31.3 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
32 Network Dynamics 278
32.1 The user level API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
32.2 The Internal Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
32.2.1 The class rtModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
32.2.2 class rtQueue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
32.3 Interaction with Unicast Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
32.3.1 Extensions to Other Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
32.4 Deficencies in the Current Network Dynamics API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
32.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
33 Hierarchical Routing 285
33.1 Overview of Hierarchical Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
33.2 Usage of Hierarchical routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
33.3 Creating large Hierarchical topologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
33.4 Hierarchical Routing with SessionSim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
33.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
V Transport 289
34 UDP Agents 290
34.1 UDP Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
34.2 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
35 TCP Agents 292
35.1 One-Way TCP Senders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
35.1.1 The Base TCP Sender (Tahoe TCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
35.1.2 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
35.1.3 Simple Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
35.1.4 Other Configuration Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
35.1.5 Other One-Way TCP Senders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
35.2 TCP Receivers (sinks) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
35.2.1 The Base TCP Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
35.2.2 Delayed-ACK TCP Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
35.2.3 Sack TCP Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
35.3 Two-Way TCP Agents (FullTcp) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
35.3.1 Simple Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
35.3.2 BayFullTcp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
35.4 Architecture and Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
35.5 Tracing TCP Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
35.6 One-Way TCP Trace Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
35.7 Two-Way TCP Trace Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
7

9. 35.8 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
36 SCTP Agents 302
36.1 The Base SCTP Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
36.1.1 Configuration Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
36.1.2 Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
36.2 Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
36.2.1 HbAfterRto SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
36.2.2 MultipleFastRtx SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
36.2.3 Timestamp SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
36.2.4 MfrHbAfterRto SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
36.2.5 MfrHbAfterRto SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
36.3 Tracing SCTP Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
36.4 SCTP Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
36.5 Example Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
36.5.1 Singled Homed Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
36.5.2 Multihomed Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
37 Agent/SRM 312
37.1 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
37.1.1 Trivial Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
37.1.2 Other Configuration Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
37.1.3 Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
37.1.4 Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
37.2 Architecture and Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
37.3 Packet Handling: Processing received messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
37.4 Loss Detection—The Class SRMinfo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
37.5 Loss Recovery Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
37.6 Session Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
37.7 Extending the Base Class Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
37.7.1 Fixed Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
37.7.2 Adaptive Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
37.8 SRM objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
37.9 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
38 PLM 327
38.1 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
38.2 The Packet Pair Source Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
38.3 Architecture of the PLM Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
38.3.1 Instantiation of a PLM Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
38.3.2 Instantiation of a PLM Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
38.3.3 Reception of a Packet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
38.3.4 Detection of a Loss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
38.3.5 Joining or Leaving a Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
38.4 Commands at a Glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
39 DCCP Agents 334
39.1 DCCP Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
39.2 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
8

10. VI Application 336
40 Applications and transport agent API 337
40.1 The class Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
40.2 The transport agent API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
40.2.1 Attaching transport agents to nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
40.2.2 Attaching applications to agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
40.2.3 Using transport agents via system calls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
40.2.4 Agent upcalls to applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
40.2.5 An example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
40.3 The class TrafficGenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
40.3.1 An example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
40.4 Simulated applications: Telnet and FTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
40.5 Applications objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
40.6 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
41 Web cache as an application 347
41.1 Using application-level data in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
41.1.1 ADU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
41.1.2 Passing data between applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
41.1.3 Transmitting user data over UDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
41.1.4 Transmitting user data over TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
41.1.5 Class hierarchy related to user data handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
41.2 Overview of web cache classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
41.2.1 Managing HTTP connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
41.2.2 Managing web pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
41.2.3 Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
41.3 Representing web pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
41.4 Page pools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
41.4.1 PagePool/Math . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
41.4.2 PagePool/CompMath . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
41.4.3 PagePool/ProxyTrace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
41.4.4 PagePool/Client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
41.4.5 PagePool/WebTraf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
41.5 Web client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
41.6 Web server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
41.7 Web cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
41.7.1 Http/Cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
41.8 Putting together: a simple example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
41.9 Http trace format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
41.10Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
42 Worm Model 366
42.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
42.2 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
42.3 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
43 PackMime-HTTP: Web Traffic Generation 369
43.1 Implementation Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
43.1.1 PackMimeHTTP Client Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
43.1.2 PackMimeHTTP Server Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
43.2 PackMimeHTTP Random Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
43.3 Use of DelayBox with PackMime-HTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
43.4 Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
43.5 Commands at a Glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
9

11. 44 Tmix: Internet Traffic Generation 377
44.1 Network Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
44.2 Connection Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
44.2.1 Original Connection Vector Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
44.2.2 Alternate Connection Vector Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
44.3 Implementation Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
44.3.1 Tmix Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
44.3.2 Sequential Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
44.3.3 Concurrent Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
44.3.4 Acceptor-Sending-First Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
44.3.5 Sending FINs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
44.4 Tmix_DelayBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
44.5 Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
44.6 Commands at a Glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
VII Scale 387
45 Session-level Packet Distribution 388
45.1 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
45.1.1 Basic Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
45.1.2 Inserting a Loss Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
45.2 Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
45.3 Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
45.3.1 Object Linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
45.3.2 Packet Forwarding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
45.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
46 Asim: approximate analytical simulation 394
VIII Emulation 398
47 Emulation 399
47.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
47.2 Real-Time Scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
47.3 Tap Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
47.4 Network Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
47.4.1 Pcap/BPF Network Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
47.4.2 IP Network Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
47.4.3 IP/UDP Network Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
47.5 An Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
47.6 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
IX Visualization with Nam - The Network Animator 405
48 Nam 406
48.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
48.2 Nam Command Line Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
48.3 User Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
48.4 Keyboard Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
48.5 Generating External Animations from Nam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
48.6 Network Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
48.7 Animation Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
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