NS-3 和Aqua-sim-ng 学习笔记(一)

因为要搞水下网络，OMNET++不太合适，就转Aqua-sim。这是基于NS-2上的模型，NS-2需要额外学一门tcl脚本语言。

正好查到它的一个升级版Aqua-sim-NG，在github上，https://github.com/rmartin5/aqua-sim-ng是基于NS-3的，只需要基本的C++，不用学tcl语言。美滋滋。

 

装好ubuntu之后，安装NS-3和Aqua-sim。

注意：NS-3安装前有一下依赖包，需要安装。

 

NS-3安装教程：https://blog.csdn.net/rical730/article/details/71504169

https://blog.csdn.net/xiao_sheng_jun/article/details/83628692

http://134.74.112.6/mediawiki/index.php/Install_and_run_Aqua-Sim-NG_code

 

建议bake查看NS-3的依赖，（也可以使用他安装）

 

开始提示我没有 Cmake 安装教程 ：https://www.cnblogs.com/photo520/p/9486144.html

最后一步出错，提示intall fail 教程：https://blog.csdn.net/u010668907/article/details/50000527/

 

 ubuntu解压+安装+卸载

sudo dpkg -i [deb文件名]

sudo apt-get install -f 依赖关系错误，修复安装

sudo dpkg -l 查看已经安装的软件

sudo dpkg -r [软件名] 卸载

 

 NS-3入门：https://www.nsnam.org/docs/release/3.29/tutorial/html/getting-started.html

 

 Aqua-sim-ng的入门程序----【broadcastMAC_example】

 文件在 aquasim-ng/examples文件夹下的  broadcastMAC_example

源代码：

/* -*- Mode:C++; c-file-style:"gnu"; indent-tabs-mode:nil; -*- */
/*
 * Copyright (c) 2016 University of Connecticut
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
 * published by the Free Software Foundation;
 *
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 * GNU General Public License for more details.
 *
 * You should have received a copy of the GNU General Public License
 * along with this program; if not, write to the Free Software
 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 *
 * Author: Robert Martin <robert.martin@engr.uconn.edu>
 */

#include "ns3/core-module.h"
#include "ns3/network-module.h"
#include "ns3/mobility-module.h"
#include "ns3/aqua-sim-ng-module.h"
#include "ns3/applications-module.h"
#include "ns3/log.h"
#include "ns3/callback.h"


/*
 * BroadCastMAC
 *
 * String topology:
 * N ---->  N  -----> N -----> N* -----> S
 *
 */

using namespace ns3;
///*定义日志
NS_LOG_COMPONENT_DEFINE("ASBroadcastMac");

int main (int argc, char *argv[])
{

  double simStop = 100; ///*运行时间
  int nodes = 3;
  int sinks = 1;
  uint32_t m_dataRate = 128;///*传输速率
  uint32_t m_packetSize = 40;///*dataRate是以Bps为单位的，而packetSize是以字节为单位。 因此，对于我们的应用程序流量生成，dataRate将为1 Mib，而我们的packetSize将为320位。
  //double range = 20;

  //默认情况下，Aqua-Sim NG将记录脚本中的所有组件，而无需用户将其定义为参数。 这是由于以下行
  LogComponentEnable ("ASBroadcastMac", LOG_LEVEL_INFO);

  //to change on the fly
  CommandLine cmd;
  cmd.AddValue ("simStop", "Length of simulation", simStop);
  cmd.AddValue ("nodes", "Amount of regular underwater nodes", nodes);
  cmd.AddValue ("sinks", "Amount of underwater sinks", sinks);
  cmd.Parse(argc,argv);

  std::cout << "-----------Initializing simulation-----------\n";

  NodeContainer nodesCon;
  NodeContainer sinksCon;
  nodesCon.Create(nodes);
  sinksCon.Create(sinks);

  PacketSocketHelper socketHelper;
  socketHelper.Install(nodesCon);
  socketHelper.Install(sinksCon);

  //establish layers using helper's pre-build settings
  AquaSimChannelHelper channel = AquaSimChannelHelper::Default();
  //channel.SetPropagation("ns3::AquaSimRangePropagation");
  AquaSimHelper asHelper = AquaSimHelper::Default();
  asHelper.SetChannel(channel.Create());
  asHelper.SetMac("ns3::AquaSimBroadcastMac");
  asHelper.SetRouting("ns3::AquaSimRoutingDummy");

  /*
   * Set up mobility model for nodes and sinks
   */
  MobilityHelper mobility;
  NetDeviceContainer devices;
  Ptr<ListPositionAllocator> position = CreateObject<ListPositionAllocator> ();
  Vector boundry = Vector(0,0,0);

  std::cout << "Creating Nodes\n";

  for (NodeContainer::Iterator i = nodesCon.Begin(); i != nodesCon.End(); i++)
    {
      Ptr<AquaSimNetDevice> newDevice = CreateObject<AquaSimNetDevice>();
      position->Add(boundry);
      devices.Add(asHelper.Create(*i, newDevice));

      NS_LOG_DEBUG("Node:" << newDevice->GetAddress() << " position(x):" << boundry.x);
      boundry.x += 100;
      //newDevice->GetPhy()->SetTransRange(range);
    }

  for (NodeContainer::Iterator i = sinksCon.Begin(); i != sinksCon.End(); i++)
    {
      Ptr<AquaSimNetDevice> newDevice = CreateObject<AquaSimNetDevice>();
      position->Add(boundry);
      devices.Add(asHelper.Create(*i, newDevice));

      NS_LOG_DEBUG("Sink:" << newDevice->GetAddress() << " position(x):" << boundry.x);
      boundry.x += 100;
      //newDevice->GetPhy()->SetTransRange(range);
    }


  mobility.SetPositionAllocator(position);
  mobility.SetMobilityModel("ns3::ConstantPositionMobilityModel");
  mobility.Install(nodesCon);
  mobility.Install(sinksCon);

  PacketSocketAddress socket;
  socket.SetAllDevices();
  socket.SetPhysicalAddress (devices.Get(nodes)->GetAddress()); //Set dest to first sink (nodes+1 device)
  socket.SetProtocol (0);

  OnOffHelper app ("ns3::PacketSocketFactory", Address (socket));
  app.SetAttribute ("OnTime", StringValue ("ns3::ConstantRandomVariable[Constant=1]"));
  app.SetAttribute ("OffTime", StringValue ("ns3::ConstantRandomVariable[Constant=0]"));
  app.SetAttribute ("DataRate", DataRateValue (m_dataRate));
  app.SetAttribute ("PacketSize", UintegerValue (m_packetSize));

  ApplicationContainer apps = app.Install (nodesCon);
  apps.Start (Seconds (0.5));
  apps.Stop (Seconds (simStop + 1));


  Ptr<Node> sinkNode = sinksCon.Get(0);
  TypeId psfid = TypeId::LookupByName ("ns3::PacketSocketFactory");

  Ptr<Socket> sinkSocket = Socket::CreateSocket (sinkNode, psfid);
  sinkSocket->Bind (socket);

/*
 *  For channel trace driven simulation
 */
/*
  AquaSimTraceReader tReader;
  tReader.SetChannel(asHelper.GetChannel());
  if (tReader.ReadFile("channelTrace.txt")) NS_LOG_DEBUG("Trace Reader Success");
  else NS_LOG_DEBUG("Trace Reader Failure");
*/

  Packet::EnablePrinting (); //for debugging purposes
  std::cout << "-----------Running Simulation-----------\n";
  Simulator::Stop(Seconds(simStop));
  Simulator::Run();
  Simulator::Destroy();

  std::cout << "fin.\n";
  return 0;
}

 解析：

 

确保定义日志文件：

NS_LOG_COMPONENT_DEFINE(“ASBroadcastMac”);

默认记录所有组件（main函数内）：

LogComponentEnable ("ASBroadcastMac", LOG_LEVEL_INFO);

定义仿真参数：

double simStop = 100;
int nodes = 3;
int sinks = 1;
uint32_t m_dataRate = 128;
uint32_t m_packetSize = 40;

保证可以通过NS-3的API直接修改参数（为此，在运行示例脚本时使用关键字（第一个条件），这将覆盖指定变量的提供值（第三个条件））

CommandLine cmd;
cmd.AddValue ("simStop", "Length of simulation", simStop);
cmd.AddValue ("nodes", "Amount of regular underwater nodes", nodes);
cmd.AddValue ("sinks", "Amount of underwater sinks", sinks);
cmd.Parse(argc,argv);

初始化模拟：本节的主要目的是在每个节点上创建模拟节点和相关协议栈。 此外，在此部分中包含了频道设置和属性分配。 开始我们创建两个不同的容器，一个用于节点，另一个用于接收器：

使用NS-3提供的一个帮助程序类NodeContainer。 通过调用此类的create函数，我们可以获得传递给定大小的特定容器。

NodeContainer nodesCon;
NodeContainer sinksCon;
nodesCon.Create(nodes);
sinksCon.Create(sinks);

接下来，我们为每个容器设置套接字。 这是为了协助数据包处理。

PacketSocketHelper socketHelper;
socketHelper.Install(nodesCon);
socketHelper.Install(sinksCon);

接下来，我们建立了用于仿真的信道和协议栈。注意，这是一个简化的示例，可以扩展到支持不同节点和多个水下通道上的不同协议栈。我们首先设置了如下通道

AquaSimChannelHelper channel = AquaSimChannelHelper::Default();
//channel.SetPropagation("ns3::AquaSimRangePropagation");

 

由于我们正在使用Aqua-Sim NG s通道助手，这个过程是相当直接的。helper类将把默认组件分配给这个新创建的通道helper。这个默认设置包括一个常量噪声发生器，默认为零，以及一个简单的传播模型。相反，我们可以通过应用注释掉行来重载传播模型，这将把通道s传播模型设置为range。此外，我们还可以在这个设置阶段包含属性。这方面的一个例子是分配温度和水的盐度，同时分配范围传播到我们的通道模型。

channel.SetPropagation(“ns3::AquaSimRangePropagation”, “Temperature”, DoubleValue(20),“Salinty”, DoubleValue(30));

接下来，使用AquaSimHelper为协议栈和通道分配分配所有标准设置。 这可以通过以下方式完成：

AquaSimHelper asHelper = AquaSimHelper::Default();
asHelper.SetChannel(channel.Create());
asHelper.SetMac("ns3::AquaSimBroadcastMac");
asHelper.SetRouting("ns3::AquaSimRoutingDummy");

Default()函数的作用是:不改变辅助变量

它允许在标准构造函数属性之外更容易地分配和更改用户创建。在创建AquaSimHelper时，我们自动为协议栈分配标准特性，允许普通物理层设置，并避免为上层协议层提供任何可能的空指针。通过在这个helper的默认()函数中重载这些特性，或者设置与前面提到的传播示例类似的新属性，可以很容易地更改这些特性。为通道调用Create()的过程允许通道助手分配前面定义的所有属性，并返回一个填充的AquaSimChannel指针。在本例中，所有节点都将分配给这个单一通道，因此我们通过AquaSimHelper SetChannel()函数设置这个指针。为了证明概念和简单性，我们还设置了新的MAC和路由层协议。为了实现这一点，我们使用唯一定义的组件名，它可以在每个协议的源文件下找到(例如NS_LOG_COMPONENT_DEFINE(AquaSimBroadcastMac);)

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