隐藏节点和暴露节点(5)

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图4.7 计算隐藏节点的吞吐量的核心代码

运行Gnuplot命令绘制的走势图如图4.8,4,9,4.10所示：

图4.8 无RTS/CTS吞吐量

从图中可以看出在节点0和节点2共同发送数据时，两者的吞吐量曲线有明显的变化，具体表现为：在1.5s-11.5之间，节点0_1的吞吐量保持在600以上的小范围波动，当节点2开始发数据即11.5s至21.5s之间的10s内，由于产生冲突，节点1的吞吐量受到影响，0_1的吞吐量明显下降，从600降到380左右，而2_1节点的吞吐量从初始瞬间的400骤降至100-200之间后，缓慢变化，直到节点0停止发送数据包。21.5s以后，2_1的吞吐量上升，从100左右上升至400。

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图4.9 有RTS/CTS的吞吐量

从图中可以看出，对比与图4.8来看，首先网络的吞吐量普遍下降，图4.8中最高可到600以上，但4.9中最高值也就500多一点，其次在冲突的时间段内，0_1和2_1的吞吐量曲线波动较大，没有图4.8的平滑。具体表现为：在1.5s到11.5s之间，节点0发送数据包，吞吐量保持在500上下，变化不大；11.5s至21.5s之间，节点0_1吞吐量下降，虽然在某一时间节点内吞吐量有变大的情况，但总的走势是下降，直至下降为350左右，节点2_1的吞吐量波动较大，这是由于加入RTS/CTS机制后，某一时间段内，节点0不发数据，而节点2可以发数据，此时显然0_1的吞吐量下降，而2_1的吞吐量明显上升，同理可得0_1小范围的上升与2_1的小范围内下降的情况；过了冲突区，即21.5s至31.5s时间内，只有节点2发送数据，吞吐量缓慢上升直至400左右。

为了方便比较有无RTS/CTS机制对于网络吞吐量的影响，我们对比两种不同情况。

图4.10 有无RTS/CTS对吞吐量的影响

图中可以清晰的看出两种情况下的曲线走势大致一样，只是由于加入握手机制，发送数据包的数量有所下降，减少了冲突出现的情况和比率，某一时刻的数据吞吐量有较大的差异，冲突段内的曲线波动程度很反映了RTS/CTS机制的影响。

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4.5.2 暴露节点

暴露节点的吞吐量分为节点0_1和节点2_3两个部分，分别计算并比较。 计算暴露节点的吞吐量的代码与计算隐藏节点的相似，所以不做详解。 利用Gnuplot工具绘制出以下曲线，如图4.11,4.12,4.13所示：

图4.11 无RTS/CTS机制的吞吐量

从图中可以看出，对于暴露节点的情况，在1.5s—11.5s之间，0_1的吞吐量维持在610左右，且在小范围内波动，但是当节点2也开始发数据时，由于节点0和节点2都发数据导致在节点1处发生冲突，节点1接收不到节点0发的数据，相应的0_1的吞吐量为0，节点3由于没有受到影响，所以2_3的数据吞吐量变化较稳定，从瞬间开始的590变化到600左右小范围内波动一直维持到31.5s模拟结束。

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图4.12 有RTS/CTS机制的吞吐量

与图4.11比较，有 RTS/CTS机制的情况下，节点0_1的吞吐量明显不同。具体表现在：1.5s到11.5s时，曲线变化与无RTS/CTS的情况一致，只是数值降到480左右；到了节点2开始发送数据包时，即11.5s后，节点0_1的吞吐量一直在下降直到趋于250左右，而节点2_3的吞吐量变化不大；过了21.5s后，2_3的吞吐量变化缓慢，维持在480左右小范围波动。

综合上述两种情况：如图4.13所示。加入RTS/CTS机制后对于无线网络传输有了明显的改进，没有握手机制时在数据冲突区内，0_1的吞吐量减为0，而有了这个机制之后吞吐量虽然也在下降，但是保持一个具体的数值，比如280。由于节点在发送数据时，需要发送RTS/CTS，所以相当于节点1有了判断接收消除冲突的能力，使得节点1可以接受到一定的数据包。

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结语

网络性能分析是网络运行效率检测以及网络安全管理的关键，仿真模拟技术为通信网络规划和各项指标测试提供了一种直观可靠的科学方法。基于NS2的无线自组织网络协议仿真使得我熟悉了无线网络中的常见的问题及其解决的办法及其优化，通过对无线自组织网络中隐藏节点和暴露节点在有无RTS/CTS握手机制的情况下的模型仿真及其性能的分析，可以得出RTS/CTS机制的引用对于网络性能的改善作用很大。

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