NS3學(xué)習(xí)--dynamic-global-routing

一、學(xué)習(xí)工具：

? ?1.? 參考資源：

????????a.《ns-3網(wǎng)絡(luò)模擬器基礎(chǔ)及應(yīng)用》

????????b. NS-3中文手冊

????????c. NS3官網(wǎng) https://www.nsnam.org/ ，下載ns-3 manual/ns-3 tutorial，

????????????在線ns-3 doxygen查找需要的函數(shù)跳轉(zhuǎn).??https://www.nsnam.org/docs/release/3.29/doxygen/

????2.? 代碼閱讀撰寫：

????????a. Windows下使用 source insight閱讀，編寫代碼可以自動(dòng)補(bǔ)全以及提示錯(cuò)誤；

????????b. Linux下使用 eclipse進(jìn)行代碼閱讀，debug調(diào)試等；

????????c. 兩者結(jié)合使用效果更佳。

二、學(xué)習(xí)內(nèi)容：NS3目錄下/examples/routing/dynamic-global-routing.cc

????1.? 代碼實(shí)現(xiàn)內(nèi)容（可查看本文件注釋，解釋的很詳細(xì))：

????????該動(dòng)態(tài)路由實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對點(diǎn)（point-to-point）和csma信道傳輸，在特定時(shí)間傳輸U(kuò)DP數(shù)據(jù)流，并設(shè)置節(jié)點(diǎn)ipv4接口的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)計(jì)算路由。

????????a. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：


????????b. 事件順序：

????????1s-16s 第一個(gè)CBR/UDP數(shù)據(jù)流從n1-n6，10s-16s第二個(gè)CBR/UDP數(shù)據(jù)流從n1-n6；在準(zhǔn)備階段，會預(yù)先計(jì)算全局路由，n1-n6的點(diǎn)對點(diǎn)最短路徑；

????????1s：第一個(gè)n1-n6的數(shù)據(jù)流開啟；

????????2s：n1節(jié)點(diǎn)關(guān)閉down，n1-n6鏈路斷開，n1和n6重新計(jì)算路徑，n1-n2-n5-n6；

????????4s：n1節(jié)點(diǎn)打開up，n1-n6鏈路重新連接，n1和n6重新計(jì)算路徑，n1-n6；

????????6s：n6節(jié)點(diǎn)關(guān)閉down，n1-n6鏈路斷開，n1和n6重新計(jì)算路徑，n1-n2-n5-n6；

????????8s：n6節(jié)點(diǎn)打開up，n1-n6鏈路重新連接，n1和n6重新計(jì)算路徑，n1-n6；

????????10s：第一個(gè)數(shù)據(jù)流停止傳輸；

????????11s：第二個(gè)數(shù)據(jù)流開始傳輸；

????????12s：n1節(jié)點(diǎn)關(guān)閉down，n1-n6鏈路斷開，n1和n6重新計(jì)算路徑，n1-n2-n5-n6；

????????14s：n1節(jié)點(diǎn)打開up，n1-n6鏈路重新連接，n1和n6重新計(jì)算路徑，n1-n6；

????????16s：第二個(gè)數(shù)據(jù)流停止傳輸。

? ????2. 代碼詳解，主函數(shù)部分

//設(shè)置全局路由能夠根據(jù)接口狀態(tài)觸發(fā)全局路由重新計(jì)算，默認(rèn)值為假，即關(guān)閉，在這里需要設(shè)置為真開啟。

Config::SetDefault("ns3::Ipv4GlobalRouting::RespondToInterfaceEvents", BooleanValue(true));

//日志，創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)。

?NS_LOG_INFO("Create nodes.");

//使用NodeContainer 類創(chuàng)建七個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)編號從0開始。

//點(diǎn)對點(diǎn)信道的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)節(jié)點(diǎn)容器，本例中，csma信道的四個(gè)節(jié)點(diǎn)還會組成一個(gè)節(jié)點(diǎn)容器，一共五個(gè)容器。

?NodeContainer c;

?c.Create (7);

?NodeContainer n0n2= NodeContainer (c.Get (0), c.Get (2));

?NodeContainer n1n2= NodeContainer (c.Get (1), c.Get (2));

?NodeContainer n5n6= NodeContainer (c.Get (5), c.Get (6));

?NodeContainer n1n6= NodeContainer (c.Get (1), c.Get (6));

?NodeContainern2345 = NodeContainer (c.Get (2), c.Get (3), c.Get (4), c.Get (5));

//為創(chuàng)建的每個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝協(xié)議棧，InternetStackHelper類會為每個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，主要是IP層。

InternetStackHelper internet;

internet.Install (c);

//日志，創(chuàng)建信道

NS_LOG_INFO ("Create channels.");

//使用PointToPointHelper類幫助創(chuàng)建p2p信道，即類+信道名稱。

PointToPointHelper p2p;

//調(diào)用PointToPointHelper類中的設(shè)置設(shè)備屬性函數(shù)SetDeviceAttribute 設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸速率為5Mbps（這里的數(shù)據(jù)傳輸速率我個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該是帶寬吧..），調(diào)用設(shè)置信道屬性函數(shù)SetChannelAttribute設(shè)置信道傳輸時(shí)延為2ms（參考ns3.PointToPointHelper.h）。

p2p.SetDeviceAttribute ("DataRate", StringValue("5Mbps"));

p2p.SetChannelAttribute ("Delay", StringValue("2ms"));

//應(yīng)用PointToPointHelper類中的NetDeviceContainer Install (NodeContainer c)；函數(shù)將以上設(shè)置的屬性應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)和信道中，并將對應(yīng)節(jié)點(diǎn)和信道放入NetDeviceContainer，即對應(yīng)的一個(gè)信道的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置對應(yīng)的NetDevice，然后放入容器中。

NetDeviceContainer d0d2 = p2p.Install (n0n2);

//csma信道同理，調(diào)用CsmaHelper類進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置操作。

CsmaHelper csma;

csma.SetChannelAttribute ("DataRate",StringValue ("5Mbps"));

csma.SetChannelAttribute ("Delay", StringValue("2ms"));

NetDeviceContainer d2345 = csma.Install (n2345);

//設(shè)置IP地址

?NS_LOG_INFO("Assign IP Addresses.");

//調(diào)用 Ipv4AddressHelper類分配地址，唯一用戶可見的API是通過設(shè)置基IP地址和子網(wǎng)掩碼分配完成的，如下從10.1.1.0開始以子網(wǎng)掩碼為

255.255.255.0分配地址，地址默認(rèn)是從1開始單調(diào)增長。

?Ipv4AddressHelperipv4;

?ipv4.SetBase("10.1.1.0", "255.255.255.0");

//然后為上述設(shè)置的NetDevice容器中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)地址，如下，節(jié)點(diǎn)n0對應(yīng)的設(shè)備d0的ip地址為10.1.1.1，節(jié)點(diǎn)n2對應(yīng)的設(shè)備d2的ip地址為10.1.1.2，若還有其他設(shè)備依次按照順序分配地址。

//完整函數(shù)為Ipv4InterfaceContainer中的Ipv4AddressHelper::Assign

(const NetDeviceContainer &c)，使用Ipv4接口容器對象將一個(gè)IP地址同一個(gè)設(shè)備關(guān)聯(lián)起來。

//每個(gè)NetDevice都有一個(gè)關(guān)聯(lián)的IPv4接口，一個(gè)ipv4接口可以有一個(gè)或者與之相關(guān)的ipv4地址。

?ipv4.Assign(d0d2);

?ipv4.SetBase("10.1.3.0", "255.255.255.0");

?Ipv4InterfaceContaineri5i6 = ipv4.Assign (d5d6);

//調(diào)用Ipv4GlobalRoutingHelper類中的PopulateRoutingTables

()成員函數(shù)，主要是建立路由數(shù)據(jù)庫然后對仿真中的所有節(jié)點(diǎn)初始化路由表，讓仿真中所有節(jié)點(diǎn)都會帶有一個(gè)路由器。

?Ipv4GlobalRoutingHelper::PopulateRoutingTables();

/*在ipv4-global-routing-helper.cc文件中對PopulateRoutingTables

()函數(shù)定義如下，實(shí)則是調(diào)用建立全局路由數(shù)據(jù)庫和初始化路由表的函數(shù)。

void

Ipv4GlobalRoutingHelper::PopulateRoutingTables (void)

{

?GlobalRouteManager::BuildGlobalRoutingDatabase ();

?GlobalRouteManager::InitializeRoutes ();

}

*/

//日志，開始創(chuàng)建應(yīng)用，

NS_LOG_INFO ("Create Applications.");

//指定端口

uint16_t port = 9;??// Discard port (RFC 863)

//應(yīng)用 OnOffHelper類中的OnOffHelper (std::string protocol, Address address); 函數(shù)幫助創(chuàng)建數(shù)據(jù)流

//參考inetsocketaddress.h中 InetSocketAddress (Ipv4Address ipv4, uint16_t

port);

??? 函數(shù)得到OnOffHelper上述函數(shù)中的地址參數(shù)Address

/*參考ipv4-interferce-container.cc中如下函數(shù)得到，i5i6對應(yīng)的ipv4接口容器中第一個(gè)接口（0代表i5，1代表n6節(jié)點(diǎn)的接口）的ipv4地址

Ipv4Address

Ipv4InterfaceContainer::GetAddress (uint32_t i, uint32_tj) const

*/

OnOffHelper onoff ("ns3::UdpSocketFactory",

????????????????????InetSocketAddress (i5i6.GetAddress (1), port));

//設(shè)置應(yīng)用屬性，即這里的UDP數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)包大小。還可以設(shè)置其他屬性，包括開關(guān)時(shí)間等。

onoff.SetConstantRate (DataRate ("2kbps"));

onoff.SetAttribute ("PacketSize", UintegerValue(50));

onoff2.SetAttribute ("OnTime", StringValue("ns3::ConstantRandomVariable[Constant=1]"));

onoff2.SetAttribute ("OffTime", StringValue("ns3::ConstantRandomVariable[Constant=0]"));

//為節(jié)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)用并一起放置與ApplicationContainer這個(gè)容器中，參考o(jì)n-off-helper.h中原型函數(shù)：

ApplicationContainer Install (Ptr<Node> node)

const;這里應(yīng)該是使用了c++中的隱式轉(zhuǎn)換，

利用NodeContainer中的Get（）函數(shù)得到節(jié)點(diǎn)指針，這里是為節(jié)點(diǎn)1設(shè)置application應(yīng)用。

//然后設(shè)置開始時(shí)間，結(jié)束時(shí)間。

ApplicationContainer apps = onoff.Install (c.Get (1));

apps.Start (Seconds (1.0));

apps.Stop (Seconds (10.0));

//利用packetsinkhelper幫助創(chuàng)建一個(gè)用于接收數(shù)據(jù)的對象，原函數(shù)為packet-sink-helper.h中的：

PacketSinkHelper (std::string protocol, Address address);

//Ipv4Address::GetAny ()，返回值為0.0.0.0

//在創(chuàng)建的applicationcontainer應(yīng)用容器中，將接收數(shù)據(jù)對象綁定在節(jié)點(diǎn)n6上，意味著n6在1s-10s接收網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。

PacketSinkHelper sink ("ns3::UdpSocketFactory",

????????????????????????Address (InetSocketAddress (Ipv4Address::GetAny (), port)));

apps = sink.Install (c.Get (6));

apps.Start (Seconds (1.0));

apps.Stop (Seconds (10.0));

//對節(jié)點(diǎn)n1設(shè)置接口開關(guān)，先從nodecontainer獲取節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為指針n1

Ptr<Node> n1

= c.Get (1);

//inline

Ptr<T> GetObject (void) const;將參數(shù)轉(zhuǎn)化為一個(gè)指針

Ptr<Ipv4>

ipv41 = n1->GetObject<Ipv4> ();

uint32_t

ipv4ifIndex1 = 2;

//Simulator::Schedule (Time const &delay, const

Ptr<EventImpl> &event)，設(shè)置事件，包括發(fā)生時(shí)間和事件類型，

//原型函數(shù)參考simulator.h中函數(shù)：staticEventId Schedule (Time const &delay, MEM mem_ptr, OBJ obj, T1 a1);

// MEM mem_ptr成員方法指針，OBJ obj應(yīng)用成員方法的對象指針，T1 a1調(diào)用的對象。

//這里是對n1節(jié)點(diǎn)的接口設(shè)置開關(guān)狀態(tài)

Simulator::Schedule (Seconds(2),&Ipv4::SetDown,ipv41, ipv4ifIndex1);

Simulator::Schedule (Seconds (4),&Ipv4::SetUp,ipv41,ipv4ifIndex1);

//該部分就是計(jì)算計(jì)算路由，生成路由表等，關(guān)于路由下次詳細(xì)解釋。

Ipv4GlobalRoutingHelper g;

Ptr routingStream =Create ("dynamic-global-routing.routes",std::ios::out);

g.PrintRoutingTableAllAt (Seconds (12), routingStream);

//設(shè)置仿真參數(shù)，代碼主函數(shù)完成。

NS_LOG_INFO ("Run Simulation.");

Simulator::Run ();

Simulator::Destroy ();

NS_LOG_INFO ("Done.");

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