Chúng ta biết rằng các bộ mô phỏng định hướng vào các nghiên cứu chuyên biệt được các nhà nghiên cứu mạng tạo ra thường không phản ánh được các kinh nghiệm phổ biến. Cái chúng ta cần là một bộ mô phỏng có khả năng giải quyết nhiều vấn đề chuyên sâu của mạng máy tính cũng như việc dễ dàng triển khai và tích hợp thêm các đóng góp của cộng đồng nghiên cứu. Nhận thức được điều đó, dự án VINT
(Virtual InterNetwork Testbed) đã được Bộ Quốc Phòng Mỹ cấp kinh phí để xây dựng một bộ mô phỏng có khả năng mô phỏng tập rất lớn các giao thức và mô hình mạng phục vụ cho nghiên cứu, giúp thực hiện các thí nghiệm về mạng, từ đó đánh giá và so sánh nhiều giao thức, mô hình mạng và tham số hiệu năng mạng trong những điều kiện khác nhau. Bộ mô phỏng mạng NS (Network Simulator) do nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley phát triển đã được dự án VINT lựa chọn để phát triển tiếp. Cái tên NS-2 ra đời từ năm 1997 cùng với việc xuất hiện của các phiên bản 2.xx khác khá nhiều so với các phiên bản trước đó là 1.xx. NS2 là một bộ mô phỏng vận hành theo các sự kiện rời rạc, nó cho phép người sử dụng thay đổi cấu hình của mô phỏng một cách dễ dàng ngay cả khi bộ mô phỏng đang vận hành. Ban đầu bộ mô phỏng này được xây dựng trên nền hệ điều hành Unix/Linux. Sau này, một số phiên bản chạy cho môi trường Windows cũng được triển khai và áp dụng.
Những người nghiên cứu mạng sau khi xây dựng xong các kịch bản mô phỏng của mình có thể cho nó chạy lặp đi lặp lại nhiều lần với các tham số và cấu hình hệ thống khác nhau. Kết quả thu được từ việc phân tích các tệp vết mà bộ mô phỏng sinh ra sau đó có thể được người nghiên cứu phân tích để đưa ra các kết quả phục vụ cho việc so sánh, đánh giá hiệu năng và từ đó tìm được cấu hình mạng tối ưu hoặc các tham số tối ưu của giao thức.... Khi sử dụng bộ mô phỏng NS2, có thể thấy những điểm nổi bật sau:
ü Khả năng trừu tượng hoá: Với bộ mô phỏng NS2, chúng ta có thể thay đổi độ mịn của mô phỏng cho phù hợp với cả các mô phỏng chi tiết lẫn các mô phỏng mức cao.
ü Khả năng phát sinh ra kịch bản: Bộ mô phỏng NS2 có rất nhiều chức năng như khả năng tạo ra một cách tự động các mẫu lưu lượng, các hình trạng mạng, các sự kiện thay đổi động và phức tạp, kể cả việc mô phỏng các nút mạng và đường truyền bị hỏng.
ü Khả năng mô phỏng tương tác với mạng thực: Đây là một điều khá đặc biệt ở bộ mô phỏng NS2. Nó có một giao diện đặc biệt, cho phép lưu lượng thực đi qua nút mạng tương tác với bộ mô phỏng chạy trên nút mạng đó.
ü Khả năng hiển thị trực quan: Trong bộ mô phỏng NS2, có công cụ hiển thị NAM giúp chúng ta thấy được hình ảnh hoạt động của mạng và trợ giúp cho việc gỡ rối giao thức cần nghiên cứu.
ü Khả năng mở rộng được: Bộ mô phỏng NS2 hỗ trợ khả năng mở rộng dễ dàng. Những người nghiên cứu có thể đóng góp cho cộng đồng bằng việc thêm các mô đun mới tích hợp vào bộ mô phỏng cũng như chỉnh sửa, tối ưu các mô đun đã có sẵn.
4.2.1.1. Các thành phần của bộ chương trình mô phỏng NS2
Bộ mô phỏng mạng NS2 gồm rất nhiều thành phần chức năng trong đó chương trình mô phỏng NS2 là thành phần chính. Với chương trình mô phỏng NS2 chúng ta có thể làm rất nhiều việc từ việc tạo ra các nút mạng, các đường truyền, các nguồn sinh lưu lượng theo các phân bố được định nghĩa trước, các thực thể giao thức khác nhau cho đến việc quản lý các chính sách hàng đợi cũng như các mô hình sinh lỗi của đường truyền… NS2 hỗ trợ rất tốt các ứng dụng phổ biến hiện nay như web, FTP, telnet cũng như các giao thức giao vận phổ biến như TCP, UDP. Với mô phỏng mạng không dây, chương trình NS2 hỗ trợ một số giao thức định tuyến mạng MANET phổ biến như AODV, DSDV, DSR hay TORA.
Ngoài chương trình NS2 thì bộ mô phỏng NS2 còn có các công cụ hiển thị trực quan là NAM và XGRAPH. Người nghiên cứu có thể nhìn thấy hình trạng mạng gồm các nút mạng, liên kết giữa các nút nhờ NAM. Ngoài ra, NAM cũng có thể cho phép hiển thị sự chuyển động của các gói số liệu trong không gian hai chiều. Một công cụ khác là XGRAPH có thể vẽ đồ thị từ các dữ liệu nhận được do chương trình mô phỏng sinh ra. Các số liệu sinh ra từ chương trình mô phỏng có thể được xử lý nhờ các ngôn ngữ như Awk hay Perl để thu được các kết quả mong muốn.
4.2.1.2. Các chức năng mô phỏng chính của NS2
* Đối với mạng có dây:
ü Hỗ trợ các đường truyền điểm-điểm đơn công, song công, mạng cục bộ LAN.
ü Hỗ trợ các nguồn sinh lưu lượng với một số phân bố khác nhau
ü Hỗ trợ một số chính sách phục vụ hàng đợi.
ü Hỗ trợ một số mô hình sinh lỗi điển hình.
ü Hỗ trợ nghiên cứu vấn đề định tuyến đơn hướng/đa hướng (Unicast/Multicast routing).
ü Hỗ trợ các giao thức tầng giao vận: TCP/Tahoe/Reno/New-Reno/Sack/Vegas, UDP, điều khiển lưu lượng và điều khiển tắc nghẽn.
ü Hỗ trợ một số giao thức tầng ứng dụng, web caching và truyền luồng dữ liệu đa phương tiện.
* Đối với mạng không dây, ngoài phần lớn các chức năng mô phỏng trên, NS2 còn có khả năng:
ü Hỗ trợ việc di chuyển của các nút mạng trong không gian hai chiều.
ü Hỗ trợ mạng LAN không dây (WLAN) 802.11.
ü Hỗ trợ Mobile IP.
ü Hỗ trợ một số giao thức định tuyến trong mạng không dây đặc biệt MANET: AODV, DSDV, DSR, TORA...
ü Hỗ trợ liên mạng sử dụng vệ tinh (Satellite Networking).
* Trong lĩnh vực mạng hỗn hợp có dây và không dây:
ü Hỗ trợ các trạm cơ sở đóng vai trò cổng chuyển giữa mạng có dây và mạng không dây.
ü Hỗ trợ Snoop TCP.