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
January 6, 2009
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 2
2 Undocumented Facilities 6
I Interface to the Interpreter 8
3 OTcl Linkage 9
3.1 Concept Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.2 Code Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3 Class Tcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3.1 Obtain a Reference to the class Tcl instance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3.2 Invoking OTcl Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3.3 Passing Results to/from the Interpreter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3.4 Error Reporting and Exit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3.5 Hash Functions within the Interpreter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3.6 Other Operations on the Interpreter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.4 Class TclObject . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.4.1 Creating and Destroying TclObjects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4.2 Variable Bindings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4.3 Variable Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4.4 commandMethods: Definition and Invocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.5 Class TclClass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.5.1 How to Bind Static C++ Class Member Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.6 Class TclCommand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.7 Class EmbeddedTcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.8 Class InstVar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
II Simulator Basics 27
4 The Class Simulator 28
4.1 Simulator Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2 Schedulers and Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2.1 The List Scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2.2 the heap scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.2.3 The Calendar Queue Scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.2.4 The Real-Time Scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.2.5 Precision of the scheduler clock used in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.3 Other Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1

3. 5 Nodes and Packet Forwarding 35
5.1 Node Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.2 Node Methods: Configuring the Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.3 Node Configuration Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5.4 The Classifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.4.1 Address Classifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.4.2 Multicast Classifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
5.4.3 MultiPath Classifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
5.4.4 Hash Classifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
5.4.5 Replicator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.5 Routing Module and Classifier Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.5.1 Routing Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.5.2 Node Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5.6 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6 Links: Simple Links 53
6.1 Instance Procedures for Links and SimpleLinks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6.2 Connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.3 Object hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
7 Queue Management and Packet Scheduling 60
7.1 The C++ Queue Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
7.1.1 Queue blocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
7.1.2 PacketQueue Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
7.2 Example: Drop Tail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
7.3 Different types of Queue objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
7.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7.5 Queue/JoBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7.5.1 The JoBS algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7.5.2 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
7.5.3 Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7.5.4 Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7.5.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
8 Delays and Links 75
8.1 The LinkDelay Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
8.2 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
9 Differentiated Services Module in ns 77
9.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
9.2 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
9.2.1 RED queue in DiffServ module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
9.2.2 Edge and core routers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
9.2.3 Policy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
9.3 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
9.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
10 Agents 86
10.1 Agent state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
10.2 Agent methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
10.3 Protocol Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
10.4 OTcl Linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
10.4.1 Creating and Manipulating Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
10.4.2 Default Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2

4. 10.4.3 OTcl Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
10.5 Examples: Tcp, TCP Sink Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
10.5.1 Creating the Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
10.5.2 Starting the Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
10.5.3 Processing Input at Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
10.5.4 Processing Responses at the Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
10.5.5 Implementing Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
10.6 Creating a New Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
10.6.1 Example: A “ping” requestor (Inheritance Structure) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
10.6.2 The recv() and timeout() Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
10.6.3 Linking the “ping” Agent with OTcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
10.6.4 Using the agent through OTcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
10.7 The Agent API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
10.8 Different agent objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
10.9 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
11 Timers 101
11.1 C++ abstract base class TimerHandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
11.1.1 Definition of a new timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
11.1.2 Example: Tcp retransmission timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
11.2 OTcl Timer class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
11.3 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
12 Packet Headers and Formats 106
12.1 A Protocol-Specific Packet Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
12.1.1 Adding a New Packet Header Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
12.1.2 Selectively Including Packet Headers in Your Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
12.2 Packet Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
12.2.1 The Packet Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
12.2.2 p_info Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
12.2.3 The hdr_cmn Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
12.2.4 The PacketHeaderManager Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
12.3 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
13 Error Model 116
13.1 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
13.2 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
13.3 Multi-state error model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
13.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
14 Local Area Networks 121
14.1 Tcl configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
14.2 Components of a LAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
14.3 Channel Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
14.3.1 Channel State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
14.3.2 Example: Channel and classifier of the physical layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
14.3.3 Channel Class in C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
14.4 MacClassifier Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
14.5 MAC Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
14.5.1 Mac State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
14.5.2 Mac Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
14.5.3 Mac Class in C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
14.5.4 CSMA-based MAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
14.6 LL (link-layer) Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
14.6.1 LL Class in C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3

5. 14.6.2 Example: Link Layer configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
14.7 LanRouterclass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
14.8 Other Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
14.9 LANs and ns routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
14.10Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
15 The (Revised) Addressing Structure in NS 131
15.1 The Default Address Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
15.2 The Hierarchical Address Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
15.2.1 Default Hierarchical Setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
15.2.2 Specific Hierarchical Setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
15.3 The Expanded Node-Address Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
15.4 Expanding port-id field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
15.5 Errors in setting address format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
15.6 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
16 Mobile Networking in ns 134
16.1 The basic wireless model in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
16.1.1 Mobilenode: creating wireless topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
16.1.2 Creating Node movements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
16.1.3 Network Components in a mobilenode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
16.1.4 Different MAC layer protocols for mobile networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
16.1.5 Different types of Routing Agents in mobile networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
16.1.6 Trace Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
16.1.7 Revised format for wireless traces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
16.1.8 Generation of node-movement and traffic-connection for wireless scenarios . . . . . . . . . . . . . . 150
16.2 Extensions made to CMU’s wireless model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
16.2.1 wired-cum-wireless scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
16.2.2 MobileIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
16.3 802.11 MAC protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
16.4 Lists of changes for merging code developed in older version of ns (2.1b5 or later) into the current version
(2.1b8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
16.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
17 Satellite Networking in ns 161
17.1 Overview of satellite models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
17.1.1 Geostationary satellites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
17.1.2 Low-earth-orbiting satellites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
17.2 Using the satellite extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
17.2.1 Nodes and node positions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
17.2.2 Satellite links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
17.2.3 Handoffs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
17.2.4 Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
17.2.5 Trace support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
17.2.6 Error models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
17.2.7 Other configuration options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
17.2.8 nam support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
17.2.9 Integration with wired and wireless code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
17.2.10 Example scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
17.3 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
17.3.1 Use of linked lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
17.3.2 Node structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
17.3.3 Detailed look at satellite links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
17.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
4

6. 18 Radio Propagation Models 178
18.1 Free space model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
18.2 Two-ray ground reflection model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
18.3 Shadowing model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
18.3.1 Backgroud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
18.3.2 Using shadowing model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
18.4 Communication range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
18.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
19 Energy Model in ns 183
19.1 The C++ EnergyModel Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
19.2 The OTcl interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
20 Directed Diffusion 185
20.1 What is Directed Diffusion? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
20.2 The diffusion model in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
20.3 Some mac issues for diffusion in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
20.4 APIs for using filters in diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
20.5 Ping: an example diffusion application implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
20.5.1 Ping Application as implemented in C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
20.5.2 Tcl APIs for the ping application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
20.6 Changes required to add yr diffusion application to ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
20.7 Test-suites for diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
20.8 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
21 XCP: eXplicit Congestion control Protocol 192
21.1 What is XCP? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
21.2 Implementation of XCP in NS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
21.2.1 Endpoints in XCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
21.2.2 XCP Router . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
21.2.3 XCP queue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
21.3 XCP example script . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
21.4 Test-suites for XCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
21.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
22 DelayBox: Per-Flow Delay and Loss 199
22.1 Implementation Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
22.2 Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
22.3 Commands at a Glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
23 Changes made to the IEEE 802.15.4 Implementation in NS-2.31 203
23.1 Radio shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
23.2 Other changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
III Support 205
24 Debugging ns 206
24.1 Tcl-level Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
24.2 C++-Level Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
24.3 Mixing Tcl and C debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
24.4 Memory Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
24.4.1 Using dmalloc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
24.4.2 Memory Conservation Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
24.4.3 Some statistics collected by dmalloc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
5

7. 24.5 Memory Leaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
24.5.1 OTcl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
24.5.2 C/C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
25 Mathematical Support 211
25.1 Random Number Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
25.1.1 Seeding The RNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
25.1.2 OTcl Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
25.1.3 C++ Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
25.2 Random Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
25.3 Integrals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
25.4 ns-random . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
25.5 Some mathematical-support related objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
25.6 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
26 Trace and Monitoring Support 221
26.1 Trace Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
26.1.1 OTcl Helper Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
26.2 Library support and examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
26.3 The C++ Trace Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
26.4 Trace File Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
26.5 Packet Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
26.6 Queue Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
26.7 Per-Flow Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
26.7.1 The Flow Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
26.7.2 Flow Monitor Trace Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
26.7.3 The Flow Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
26.8 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
27 Test Suite Support 235
27.1 Test Suite Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
27.2 Write a Test Suite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
28 Dynamic Libraries 238
28.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
28.2 Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
28.3 Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
29 ns Code Styles 240
29.1 Indentation style . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
29.2 Variable Naming Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
29.3 Miscellaneous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
IV Routing 242
30 Unicast Routing 243
30.1 The Interface to the Simulation Operator (The API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
30.2 Other Configuration Mechanisms for Specialised Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
30.3 Protocol Specific Configuration Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
30.4 Internals and Architecture of Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
30.4.1 The classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
30.4.2 Interface to Network Dynamics and Multicast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
30.5 Protocol Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
30.6 Unicast routing objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
6

8. 30.7 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
31 Multicast Routing 254
31.1 Multicast API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
31.1.1 Multicast Behavior Monitor Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
31.1.2 Protocol Specific configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
31.2 Internals of Multicast Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
31.2.1 The classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
31.2.2 Extensions to other classes in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
31.2.3 Protocol Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
31.2.4 The internal variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
31.3 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
32 Network Dynamics 267
32.1 The user level API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
32.2 The Internal Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
32.2.1 The class rtModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
32.2.2 class rtQueue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
32.3 Interaction with Unicast Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
32.3.1 Extensions to Other Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
32.4 Deficencies in the Current Network Dynamics API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
32.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
33 Hierarchical Routing 274
33.1 Overview of Hierarchical Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
33.2 Usage of Hierarchical routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
33.3 Creating large Hierarchical topologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
33.4 Hierarchical Routing with SessionSim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
33.5 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
V Transport 278
34 UDP Agents 279
34.1 UDP Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
34.2 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
35 TCP Agents 281
35.1 One-Way TCP Senders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
35.1.1 The Base TCP Sender (Tahoe TCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
35.1.2 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
35.1.3 Simple Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
35.1.4 Other Configuration Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
35.1.5 Other One-Way TCP Senders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
35.2 TCP Receivers (sinks) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
35.2.1 The Base TCP Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
35.2.2 Delayed-ACK TCP Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
35.2.3 Sack TCP Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
35.3 Two-Way TCP Agents (FullTcp) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
35.3.1 Simple Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
35.3.2 BayFullTcp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
35.4 Architecture and Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
35.5 Tracing TCP Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
35.6 One-Way TCP Trace Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
35.7 Two-Way TCP Trace Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
7

9. 35.8 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
36 SCTP Agents 291
36.1 The Base SCTP Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
36.1.1 Configuration Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
36.1.2 Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
36.2 Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
36.2.1 HbAfterRto SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
36.2.2 MultipleFastRtx SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
36.2.3 Timestamp SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
36.2.4 MfrHbAfterRto SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
36.2.5 MfrHbAfterRto SCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
36.3 Tracing SCTP Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
36.4 SCTP Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
36.5 Example Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
36.5.1 Singled Homed Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
36.5.2 Multihomed Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
37 Agent/SRM 301
37.1 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
37.1.1 Trivial Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
37.1.2 Other Configuration Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
37.1.3 Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
37.1.4 Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
37.2 Architecture and Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
37.3 Packet Handling: Processing received messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
37.4 Loss Detection—The Class SRMinfo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
37.5 Loss Recovery Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
37.6 Session Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
37.7 Extending the Base Class Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
37.7.1 Fixed Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
37.7.2 Adaptive Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
37.8 SRM objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
37.9 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
38 PLM 316
38.1 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
38.2 The Packet Pair Source Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
38.3 Architecture of the PLM Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
38.3.1 Instantiation of a PLM Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
38.3.2 Instantiation of a PLM Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
38.3.3 Reception of a Packet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
38.3.4 Detection of a Loss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
38.3.5 Joining or Leaving a Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
38.4 Commands at a Glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
VI Application 323
39 Applications and transport agent API 324
39.1 The class Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
39.2 The transport agent API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
39.2.1 Attaching transport agents to nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
39.2.2 Attaching applications to agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
39.2.3 Using transport agents via system calls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
8

10. 39.2.4 Agent upcalls to applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
39.2.5 An example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
39.3 The class TrafficGenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
39.3.1 An example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
39.4 Simulated applications: Telnet and FTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
39.5 Applications objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
39.6 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
40 Web cache as an application 334
40.1 Using application-level data in ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
40.1.1 ADU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
40.1.2 Passing data between applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
40.1.3 Transmitting user data over UDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
40.1.4 Transmitting user data over TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
40.1.5 Class hierarchy related to user data handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
40.2 Overview of web cache classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
40.2.1 Managing HTTP connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
40.2.2 Managing web pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
40.2.3 Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
40.3 Representing web pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
40.4 Page pools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
40.4.1 PagePool/Math . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
40.4.2 PagePool/CompMath . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
40.4.3 PagePool/ProxyTrace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
40.4.4 PagePool/Client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
40.4.5 PagePool/WebTraf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
40.5 Web client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
40.6 Web server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
40.7 Web cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
40.7.1 Http/Cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
40.8 Putting together: a simple example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
40.9 Http trace format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
40.10Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
41 Worm Model 353
41.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
41.2 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
41.3 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
42 PackMime-HTTP: Web Traffic Generation 356
42.1 Implementation Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
42.1.1 PackMimeHTTP Client Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
42.1.2 PackMimeHTTP Server Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
42.2 PackMimeHTTP Random Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
42.3 Use of DelayBox with PackMime-HTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
42.4 Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
42.5 Commands at a Glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
43 Tmix: Internet Traffic Generation 364
43.1 Network Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
43.2 Connection Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
43.2.1 Original Connection Vector Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
43.2.2 Alternate Connection Vector Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
43.3 Implementation Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
43.3.1 Tmix Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
9

11. 43.3.2 Sequential Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
43.3.3 Concurrent Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
43.3.4 Acceptor-Sending-First Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
43.4 Tmix_DelayBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
43.5 Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
43.6 Commands at a Glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
VII Scale 373
44 Session-level Packet Distribution 374
44.1 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
44.1.1 Basic Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
44.1.2 Inserting a Loss Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
44.2 Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
44.3 Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
44.3.1 Object Linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
44.3.2 Packet Forwarding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
44.4 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
45 Asim: approximate analytical simulation 380
VIII Emulation 384
46 Emulation 385
46.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
46.2 Real-Time Scheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
46.3 Tap Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
46.4 Network Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
46.4.1 Pcap/BPF Network Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
46.4.2 IP Network Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
46.4.3 IP/UDP Network Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
46.5 An Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
46.6 Commands at a glance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
IX Visualization with Nam - The Network Animator 391
47 Nam 392
47.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
47.2 Nam Command Line Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
47.3 User Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
47.4 Keyboard Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
47.5 Generating External Animations from Nam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
47.6 Network Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
47.7 Animation Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
48 Nam Trace 397
48.1 Nam Trace Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
48.1.1 Initialization Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
48.1.2 Nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
48.1.3 Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
48.1.4 Queues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
48.1.5 Packets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
10