omnetpp inet

转载

mob604757069565 2016-02-28 17:32:00

omnetpp inet

自带了Mingw编译环境，而不再需要Visual C编译环境了。事实上，OMNeT++ 4.0也不支持使用Visual C++的编译器。在4.0版本中还加入了基于Eclipse的IDE，可以直接使用。如果需要重新编译OMNeT++，可以使用msys/msys.bat打开Shell，先使用./configure生成配置文件，然后直接make即可。

1. 在使用IDE的时候，需要在参数中设置OMNeT++的各个选项，包括OMNeT++的目录，Image的目录以及dot和doxygen的程序路径。否则在编译的时候会提示找不到相应的命令，或者说是通过了编译，但是却找不到图标来显示。如果是找不到命令如opp_makedep等，则可以将omnetpp-4.0/bin加入到系统的PATH环境变量中。

2. INET现在也已经移植到了4.0版本下，并且从MF模块中借鉴相关的实现，现在已经支持无线协议。现在可以从http://github.com/inetmanet/inetmanet/tree/master上下载及时更新后的代码。将代码解压后放在OMNeT++的目录下，直接make即可。目录下的buildMakefiles可以用来生成Makefile文件，包括两种，一种是生成dll（Linux下为.so）的，另一种是生成.exe的。如果在运行的时候没有发现对应的可执行文件或者动态链接库，则可以使用相应的Makefile，并重新make即可。

3. 在编译或链接INET的时候，有可能出现无法找到pcap_等符号，作者在邮件列表中也注意到了这个问题，但是我下载下来的时候还没有进行修改，所以直接将那些相应的源代码进行了屏蔽，并没有出现什么问题。可能以后如果需要和外界进行交互的时候再看吧。如果运行的时候出现无法加载libpcap这样的字样，则去下载一个winpcap安装上吧。

4. 在通过命令行启动仿真程序的时候，发现图像无法加载。这是因为我修改了OMNeT++所在目录的盘符，而现在的代码还是使用原来的盘符下的目录来加载图像，重新编译了也无济于事。猜想可能是原来编译的时候对图像的目录进行了设置。找了半天无果，干脆直接到源代码中去看看。结果在src/tkenv/tkenv.cc的Tkenv::run中看到了可以设置图像的路径。将OMNETPP_IMAGE_PATH加入到系统的环境变量中，问题得到解决。

OMNeT++通过NED语言来对网络系统进行描述。NED语言中包含着对信道、模块、节点和网络的完整描述，可以参见OMNeT++参考文档的第三章。在实际的网络仿真中，总是会首先描述一些特定形状和特性的网络。一般说来，网络拓扑结构包括两种，一种是平面(flat)结构，另外一种是层次化(Hierarchy)结构。由于OMNeT++采用的是层次化的模块构建，所以层次化的网络拓扑可以通过平面的拓扑结构来生成。在这里，对常见的几种网络拓扑结构进行描述。更多的代码可以参见OMNeT++包中sample目录下的neddemo。

在构建平面拓扑结构的时候，主要考虑的是各个节点之间的关系。对于规则的拓扑结构来说，节点之间的连线是有关系的。在下面的描述中，主要的是对这种关系进行梳理。

(1) 二叉树结构

一个二叉树结构中的节点包含有三个接口，分别对应父节点和左右子节点。这里用fromUpper和downLeft、downRight来表示。对于高度为height的二叉树结构，其节点之间的关系可以表示如下。

Ned代码

for i=0..2^height-2, for j=0..2^height-2 {
node[i].downLeft <--> node[j].fromUpper if j==2*i+1;
node[i].downRight <--> node[j].fromUpper if j==2*i+2;
}

这是OMNeT++中的另外一种表示方法（没有了if条件表达式）。

Ned代码

for i=0..2^(height-1)-2 {
node[i].downLeft <--> node[2*i+1].fromUpper;
node[i].downRight <--> node[2*i+2].fromUpper;
}

生成的拓扑结构如下所示。从图中可以看到，最终生成了一个二叉树结构。这里的节点并没有显示成从上至下的结构，而是系统自动采用了一种合适的方法来表达。如果需要修改的话，则还需要对接点的位置进行约定。可以参见NED的描述文件。

(2) 链结构

另外一种很常见的网络拓扑结构就是线性结构，就像一条链一样串起来。这种结构在OMNeT++中是很容易描述的。下面的代码这个实现。

Ned代码

for i=0..n-2 {
node[i].right <--> node[i+1].left;
}

生成的网络拓扑结构如下所示。

(3)完全图

完全图是一个节点和网络中的所有节点都有连接。拓扑结构描述如下所示。

Ned代码

for i=0..(n-2), for j=(i+1)..(n-1) {
node[i].g[j] <--> node[j].g[i];
}

其中， node 表示节点，而这里的 g[] 表示门向量。这里通过二重循环将节点之间的所有接口都连接了起来。另外，这里采用了位置描述符来对网络进行描述，从而让整个网络成为一个环形。

@display("p=,,ring");

生成的完全图如下所示。

(4)星形图

这种网络拓扑结构是所有节点通过一个中心节点连出去。这种网络的创建并没有什么特殊的地方，一般构建两类节点：中间节点和终端节点，然后将所有的终端节点和中心节点相连即可。

生成的拓扑结构如下所示。

(5)网格网格拓扑结构

这种网络拓扑结构也很常见。这种拓扑结构中的节点包含有四个接口，分别连接上下左右的节点。节点之间的连接关系如下所示。

Ned代码

for i=0..height-1, for j=0..width-1 {
node[i*width+j].down <--> node[(i+1)*width+j].up if i!=height-1;
node[i*width+j].right <--> node[(i*width+j)+1].left if j!=width-1;
}

生成的网格图如下。

(6)蜂窝网络拓扑结构

这是上面网格拓扑结构的一个变种，一般可以用于蜂窝网路中。这里的节点最多包含有三个接口，其连接关系如下面的NED代码所示。

Ned代码

for i=0..num-1 {
node[i].port++ <--> node[i+1].port++ if i<num-1 && i%(2*cols+2)!=2*cols;
node[i].port++ <--> node[i+2*cols+1].port++ if i<num-2*cols-1 && i%2==0;
}

(7)随机拓扑结构图

有些时候需要随机生成网络拓扑结构，这在OMNeT++中是比较容易实现的。下面就是一种实现的方法。

Ned代码

for i=0..n-1, for j=0..n-1 {
node[i].g++ <--> node[j].g++ if i!=j && uniform(0,1)<connectedness;
}

代码中connectedness用来控制节点的连接度，1表示连接所有的其他节点。减小此值将减少网络中出现的边数。一种随机图如下所示（connectedness=0.15）。

上面介绍的是比较常见的一些网络拓扑结构。在实际使用中，这些网络拓扑在针对特定问题的简化版本是可以的，但是当网络变得复杂后，这样的拓扑生成还是不行的。此时最好是采用专门的拓扑生成器，来生成网络拓扑。另外，这里介绍的都还是有线网络中的拓扑结构，还没有涉及到无线网络的拓扑生成。

现在的 OMNeT++4.0 已经将这里的结果集成了进去，推荐使用 EV 来输出日志信息。具体的定义见 include/cenvir.h文件。这篇文章详细的讨论了如何设置 EV ，具有普遍的借鉴作用。

ev<< 语句可以用来打印信息从而了解到仿真模型正在做什么。这在进行调试和理解模型运行的时候是很有用的。现在的问题是，当模型需要运行很长时间的时候， ev<< 语句将会消耗大量的 CPU 周期。这个时候该怎么办呢？

本文将介绍如何高效率的进行记录，并且同时介绍如何创建 log channels 或者调试 channels 。

在 Cmdevn 环境下，当设置 express-mode=true 的时候，输出将会被丢弃而不会被打印，从而使得执行可以更快。但是实际上， ev<< 语句还是会带来一些开销。这种速度的减小可能不会被注意到，但是影响却是很大的。这里的问题是， OMNeT++将只会丢弃也就是不打印已经转换为文本格式的字符串。举个例子，如下面的语句：

Cpp代码

ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << "n";

[cpp] view plain copy

ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << "n";

即使是在极速模式下， simTime() 将会被调用，浮点数除法也会被执行。结果将会被转换为字符串并存储在缓冲区中，而这里的缓冲区则会被丢弃。很遗憾的是， OMNeT++ 核心没有办法阻止这种事情发生，因为这是 C++ 的工作方式。

这时候该怎么办呢？一种常见的方式是采用 #ifdef 。

Cpp代码

#ifdef DEBUGGING
ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;
#endif

[cpp] view plain copy

#ifdef DEBUGGING
ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;
#endif

这并不坏，但是却有一个很严重的问题：在切换打印输出的时候必须重新编译所有的文件。根据墨菲定律（有可能出错的事情，就会出错，Anything that can go wrong will go wrong），当人们需要输出的时候往往看不到有输出。另外，代码中满含有 #ifdef 也不是一个好办法。随后想到的就是如何在编译的时候就将是否输出考虑到，下面是一个示例代码。

Cpp代码

if (debugging)
ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

[cpp] view plain copy

if (debugging)
ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

这比前面要好一些。 if 语句的开销是比较小的。这样，就可以在初始化的时候通过 debugging 变量来决定是否输出信息。

Cpp代码

debugging = par("debugging").boolValue();

[cpp] view plain copy

debugging = par("debugging").boolValue();

这种做法还不是很方便，因为我们需要手工维护输出的状态。有些人会发现此值可以在调试中进行动态设置，但是这还不能令人满意。为什么不能让代码知道我们是否需要记录呢？

实际上，我们可以回答这个问题。一般的， OMNeT++ 知道我们何时需要进行记录：不在极速模式下的时候。幸运的是， ev 对象可以知道这点，所以现在最新的代码如下。

Cpp代码

if (!ev.disabled())
ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

[cpp] view plain copy

if (!ev.disabled())
ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

几乎就是这样了。现在的问题是需要为每个 ev 输出增加一个 if 语句。有经验的 C/C++ 程序员将会马上想到采用宏来产生精炼的代码。第一次尝试：

Cpp代码

#define EV if (!ev.disabled()) ev // *** DANGEROUS!***
...
EV << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

[cpp] view plain copy

#define EV if (!ev.disabled()) ev // *** DANGEROUS!***
...
EV << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

注意，这里的宏将会产生很严重的问题。考虑一下下面的代码：

Cpp代码

if (totalBits>1000)
EV << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << "n";
else
EV << "Not enough data yet" << endl;

[cpp] view plain copy

if (totalBits>1000)
EV << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << "n";
else
EV << "Not enough data yet" << endl;

这段代码并不会按照设想的那样工作。当我们宏替换完成并重新缩进代码后，将得到下面的代码：

Cpp代码

if (totalBits>1000)
if (!ev.disabled())
ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;
else if (!ev.disabled())
ev << "Not enough data yet" << endl;

[cpp] view plain copy

if (totalBits>1000)
if (!ev.disabled())
ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;
else if (!ev.disabled())
ev << "Not enough data yet" << endl;

所以这里的代码将永远不会打印出“ Not enough data ”。

最好是忘记上面的 EV 定义，因为这很容易会使得你栽在上面。即使是在这个宏定义中加上一对括号也不能解决问题，因为打印参数将会在括号之外。看起来这个问题没法修复。

尽管如此，让我们来看看下面这个版本：

Cpp代码

#define EV ev.disabled() ? ev : ev
...
EV << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

[cpp] view plain copy

#define EV ev.disabled() ? ev : ev
...
EV << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

这看起来有点奇怪。这里的宏定义看起来没有区别（无论是为 true 或者是 false ），而且这和所有 C 语言教科书中所倡导的（宏如果需要扩展成表达式需要加上圆括号）相违背。但是确实这个宏是可以工作的。现在 EV<< 将会变成一个简单的表达式。

Cpp代码

ev.disabled() ? ev : ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

[cpp] view plain copy

ev.disabled() ? ev : ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl;

这和下面的相同（注意符号的优先级） :

Cpp代码

ev.disabled() ? ev : (ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl);

[cpp] view plain copy

ev.disabled() ? ev : (ev << "Average bit/sec is: " << totalBits/simTime() << endl);

这时候，当 ev 被禁止的时候（条件为 true ），这只是简单的一个 ev 对象的引用（这最终将会被编译器所优化，而不会产生任何的 CPU 指令）；当 ev 启用的时候（条件为 false ），将会被还原成原始的 ev<< 语句。这正是我们所需要的。证明这里的 EV 定义在任何使用场景中都是可行的，这可以作为练习。无论是否有 if 语句，或者是还有一个 ?: 操作符，或者是其他的场景，这都是适用的。

实际上，上面 EV 的 ?: 版本并不能在 VC++ 7.0 中通过编译（因为在 VC++ 7.0 中需要？：三元操作符的第二个和第三个参数的类型是一样的，而不会做默认的转换）。所以在 VC7 中的版本是这样的：

Cpp代码

#define EV ev.disabled() ? (std::ostream&)ev : ev

[cpp] view plain copy

#define EV ev.disabled() ? (std::ostream&)ev : ev

（译者注：实际上，由于现在最新的 OMNeT++ 4.0 并不支持使用 VC 编译器进行编译，所以也没有采用这样的方式）。

如果你没有用过 log4j 或者是 C++ 中类似的工具（ log4Cpp ， libCWD 等），那你有可能错过调试管道或者说是日志管道。简单地说， channels 是针对快速滚动日志问题的答案（因为你几乎不可能在日志的海洋中找到有用的信息）。你的代码日志将会记录到多个管道中，而在调试的时候可以只关注自己感兴趣的管道。有两个标准可以用来区分管道日志： topic 和调试级别（如 detail, info, warnings ）。其中第三个标准是位置（模块位置），这已经被 OMNeT++ 内置了。可以通过查看模块的输出来得到你想要的信息。

一个比较好的消息是通过上面的 EV 定义，可以用来简单的模拟日志管道。当书写一个 IP 模块的时候，检查下面的定义：

Cpp代码