10、其他模块
① 分组模块
分组（消息）是模拟器的基本对象。Ns-3中每个分组都包含一个字节缓冲区和一个Tag列表，通过Header类和Trailer类对缓冲区数据进行添加和删除。分组对象的接口提供一些私有数据的访问，Tags通过一个指针来实现，该指针指向TagData数据结构链表的开始，字节缓冲区和Tag链表的当前实现基于写时复制。
Ns-3的分组对象包含一个字节缓冲区：协议头部和尾部有用户提供的串行化(serialization)和还原串行化(deserialization)例程在这个字节缓冲区串行化。NS-3的分组类能够给每个分组额外的“Tags”，该Tags是16byte的数据。任何分组都可一存储任意个数的独一无二的Tags。其中的每个Tag都由自身的C++类型独一无二地标识。
对字节缓冲区进行添加和删除的基本类是class Header和class Trailer。头部更为常见，要使用重写虚函数的方法。注意Header要被串行化进邻近的缓冲区，而Tag是存储在一个数组中。在默认情况下，Tag的大小被限制为16byte。Tags可以被灵活的定义为任意类型，但是无论在任何时候，Tags缓冲区中只能存在某个类型的一个实例。
/* -*- Mode:C++; c-file-style:"gnu"; indent-tabs-mode:nil; -*- */
#include "ns3/ptr.h"
#include "ns3/packet.h"
#include "ns3/header.h"
#include <iostream>
using namespace ns3;
/* A sample Header implementation
*/
class MyHeader : public Header
{
public:
MyHeader ();
virtual ~MyHeader ();
void SetData (uint16_t data);
uint16_t GetData (void) const;
static TypeId GetTypeId (void);
virtual TypeId GetInstanceTypeId (void) const;
virtual void Print (std::ostream &os) const;
virtual void Serialize (Buffer::Iterator start) const;
virtual uint32_t Deserialize (Buffer::Iterator start);
virtual uint32_t GetSerializedSize (void) const;
private:
uint16_t m_data;
};
MyHeader::MyHeader ()
{
// we must provide a public default constructor,
// implicit or explicit, but never private.
}
MyHeader::~MyHeader ()
{
}
TypeId
MyHeader::GetTypeId (void)
{
static TypeId tid = TypeId ("ns3::MyHeader")
.SetParent<Header> ()
.AddConstructor<MyHeader> ()
;
return tid;
}
TypeId
MyHeader::GetInstanceTypeId (void) const
{
return GetTypeId ();
}
void
MyHeader::Print (std::ostream &os) const
{
// This method is invoked by the packet printing
// routines to print the content of my header.
//os << "data=" << m_data << std::endl;
os << "data=" << m_data;
}
uint32_t
MyHeader::GetSerializedSize (void) const
{
// we reserve 2 bytes for our header.
return 2;
}
void
MyHeader::Serialize (Buffer::Iterator start) const
{
// we can serialize two bytes at the start of the buffer.
// we write them in network byte order.
start.WriteHtonU16 (m_data);
}
uint32_t
MyHeader::Deserialize (Buffer::Iterator start)
{
// we can deserialize two bytes from the start of the buffer.
// we read them in network byte order and store them
// in host byte order.
m_data = start.ReadNtohU16 ();
// we return the number of bytes effectively read.
return 2;
}
void
MyHeader::SetData (uint16_t data)
{
m_data = data;
}
uint16_t
MyHeader::GetData (void) const
{
return m_data;
}
int main (int argc, char *argv[])
{
// Enable the packet printing through Packet::Print command.
Packet::EnablePrinting ();
//实例化报头
// instantiate a header.
MyHeader sourceHeader;
sourceHeader.SetData (2);
//实例化分组
// instantiate a packet
Ptr<Packet> p = Create<Packet> ();
//把报头存储在分组中
// and store my header into the packet.
p->AddHeader (sourceHeader);
//标准输出报头内容
// print the content of my packet on the standard output.
p->Print (std::cout);
std::cout << std::endl;
// you can now remove the header from the packet:删除分组中的报头
MyHeader destinationHeader;
p->RemoveHeader (destinationHeader);
// and check that the destination and source检查目的和源头，报头包含相同的值。
// headers contain the same values.
NS_ASSERT (sourceHeader.GetData () == destinationHeader.GetData ());
return 0;
}
/* -*- Mode:C++; c-file-style:"gnu"; indent-tabs-mode:nil; -*- */
/*
* Copyright (c) 2006,2007 INRIA
*
* 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: Mathieu Lacage <mathieu.lacage@sophia.inria.fr>
*/
#include "ns3/tag.h"
#include "ns3/packet.h"
#include "ns3/uinteger.h"
#include <iostream>
using namespace ns3;
// define this class in a public header
//在公共报头中定义类
class MyTag : public Tag
{
public:
static TypeId GetTypeId (void);
virtual TypeId GetInstanceTypeId (void) const;
virtual uint32_t GetSerializedSize (void) const;
virtual void Serialize (TagBuffer i) const;
virtual void Deserialize (TagBuffer i);
virtual void Print (std::ostream &os) const;
// these are our accessors to our tag structure这些都用于访问标签
void SetSimpleValue (uint8_t value);
uint8_t GetSimpleValue (void) const;
private:
uint8_t m_simpleValue;
};
TypeId
MyTag::GetTypeId (void)
{
static TypeId tid = TypeId ("ns3::MyTag")
.SetParent<Tag> ()
.AddConstructor<MyTag> ()
.AddAttribute ("SimpleValue",
"A simple value",
EmptyAttributeValue (),
MakeUintegerAccessor (&MyTag::GetSimpleValue),
MakeUintegerChecker<uint8_t> ())
;
return tid;
}
TypeId
MyTag::GetInstanceTypeId (void) const
{
return GetTypeId ();
}
uint32_t
MyTag::GetSerializedSize (void) const
{
return 1;
}
void
MyTag::Serialize (TagBuffer i) const
{
i.WriteU8 (m_simpleValue);
}
void
MyTag::Deserialize (TagBuffer i)
{
m_simpleValue = i.ReadU8 ();
}
void
MyTag::Print (std::ostream &os) const
{
os << "v=" << (uint32_t)m_simpleValue;
}
void
MyTag::SetSimpleValue (uint8_t value)
{
m_simpleValue = value;
}
uint8_t
MyTag::GetSimpleValue (void) const
{
return m_simpleValue;
}
int main (int argc, char *argv[])
{
//创建一个标签
// create a tag.
MyTag tag;
tag.SetSimpleValue (0x56);
//把标签存储在分组中
// store the tag in a packet.
Ptr<Packet> p = Create<Packet> (100);
p->AddPacketTag (tag);
//创建一个分组的副本
// create a copy of the packet
Ptr<Packet> aCopy = p->Copy ();
//从分组的副本中读取标签
// read the tag from the packet copy
MyTag tagCopy;
p->PeekPacketTag (tagCopy);
//副本和原来是一样的
// the copy and the original are the same !
NS_ASSERT (tagCopy.GetSimpleValue () == tag.GetSimpleValue ());
aCopy->PrintPacketTags (std::cout);
std::cout << std::endl;
return 0;
}
② Internet模块
节点在被创建的时候仅仅是一个空壳，在为其继承各种功能模块之前它几乎没有任何作用。那么Internet协议栈也是要为节点添加的模块之一，因此ns-3提供了诸多项TCP/IPv4和IPv6相关的协议栈组件。这些模型可以手动，也可以通过Helper聚集在一起。对于Internet协议栈，使用InternetStackelper::Install(nodes)將其集成到Node创建的节点中。
一个Internet Stack Node包含如下组件：
Layer-3 protocols:在网络接口之上的为网际层IP，在这一层中包括：IPv4、IPv6和ARP等协议。类IPv4L3Protocol是实现网际层IP的类，但是这个类不是对外的公共接口，而是共接口类IPv4调用。
底层会调用receive函数。
IPv4L3Protocol对象被聚合到Node节点中，每个节点中仅有一个IPv4L3Protocol对象，高层的协议（比如TCP）要发送一个TCP数据分组给IPv4L3Protocol对象是通过调用函数GetObject<Ipv4L3Protocol>()来获取该节点的底层协议，
可以通过Config::SetDefault(“ns3::ArpCache::PendingQueueSize”，UintegerValue(MAX_BURST_SIZE/L2MTU*3));来设置arp缓冲区大小。
有Layer-4 portocols层，也就是传输层函数。比如创建一个UDP套接字。
Ptr<Udp> udpSocketFacotry =GetNode()->GetObject<Udp>();
Ptr<Socket> m_socket =socketFactory->CreateSocket();
M_scoket->Bind(m_local_address);
路由：可以阅读golbal centralized routing 部分学习如何为有线网络配置全局路由。阅读unicast routing部分学习单播路由协议以及multicast routing部分学习多播路由协议。
1) golbal centralized routing在很多时候被称为God路由，它实现的是在整个网络仿真过程中都使用最理想化的路由算法，即最短路径算法。可以通过Ipc4StaticRouting API设定指定的路由协议而不是使用优先级级别较低的全局路由。
可以通过Ipc4GlobalRoutingHelper::RecomputerRoutingTables();重新建立路由。
例如，在仿真进行到5s时建立路由表：
Simulator::Schedule(Seconds(5),&Ipc4GlobalRoutingHelper::RecomputerRoutingTables());
两种控制路由行为，第一个是Ipv4GlobalRouting::RandomEcmpRouting,如果设置为真，那么数据分组会随机选择具有相同代价的多个路由。相反，数据分组就会只有一个合适的路由使用。第二个是Ipv4GlobalRouting::RespondToInterfaceEvents，如果设置为真，系统会通过接口发现事件动态更新全局路由，相反，用户需要手动调用RecomputerRoutingTables()来更新。
2) Unicast routing
3) Multicast routing
TCP，实现在src/network目录中找到。有两个抽象类：TcpSocket,这个类定义在src/internet/model/tcp-socket.h中。还有一个TcpSocketFactory类，用来创建TCP套接字。
③ 网络设备模块
点对点PointToPoint模块
CSMA模块，其实就是以太网精髓模型化了一个简单的总线网络
WiFi模块
④ 应用层模块
可以在scr/network/model的application和application中找到相关代码。
有一系列模型：UdpClientServer，UdpEcho,Radvd,Ping6，PacketSink，OnOffApplication，BulkSendApplication。
⑤ 移动模块
Ns-3提供了3点：移动模型、初始化位置分布和辅助Helper类。
Ns-3大量不同的模型，它们都是继承自ns3::MobilityModel类。移动节点初始位置的分布是由类PoisitionAllocator负责，每个节点的初始位置在仿真进行前就由该类谁都哪个完成。同样ns-3还有和它对应的MobileHelper模型，该类把移动模型和位置分配整合在一起。可以在src/mobility/model/mobility-model.h中找到MobilityModel类的定义。
⑥ 能量模块
有两部分组成：能量资源和设备能量模型。，在src/examples/energy和examples/energy中找到。
⑦ 添加模块
