NS-3 和Aqua-sim-ng 學習筆記(一)

因為要搞水下網絡，OMNET++不太合適，就轉Aqua-sim。這是基於NS-2上的模型，NS-2需要額外學一門tcl腳本語言。

正好查到它的一個升級版Aqua-sim-NG，在github上，https://github.com/rmartin5/aqua-sim-ng是基於NS-3的，只需要基本的C++，不用學tcl語言。美滋滋。

 

裝好ubuntu之后，安裝NS-3和Aqua-sim。

注意：NS-3安裝前有一下依賴包，需要安裝。

 

NS-3安裝教程：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

 

建議bake查看NS-3的依賴，（也可以使用他安裝）

 

開始提示我沒有 Cmake 安裝教程 ：https://www.cnblogs.com/photo520/p/9486144.html

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

 

 ubuntu解壓+安裝+卸載

sudo dpkg -i [deb文件名]

sudo apt-get install -f 依賴關系錯誤，修復安裝

sudo dpkg -l 查看已經安裝的軟件

sudo dpkg -r [軟件名] 卸載

 

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

 

 Aqua-sim-ng的入門程序----【broadcastMAC_example】

 文件在 aquasim-ng/examples文件夾下的  broadcastMAC_example

源代碼：

/* -*- 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 <[e-mail]>
 */

#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;
///*定義日志
NS_LOG_COMPONENT_DEFINE("ASBroadcastMac");

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

  double simStop = 100; ///*運行時間
  int nodes = 3;
  int sinks = 1;
  uint32_t m_dataRate = 128;///*傳輸速率
  uint32_t m_packetSize = 40;///*dataRate是以Bps為單位的，而packetSize是以字節為單位。 因此，對於我們的應用程序流量生成，dataRate將為1 Mib，而我們的packetSize將為320位。
  //double range = 20;

  //默認情況下，Aqua-Sim NG將記錄腳本中的所有組件，而無需用戶將其定義為參數。 這是由於以下行
  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：

 

確保定義日志文件：

NS_LOG_COMPONENT_DEFINE(“ASBroadcastMac”);

默認記錄所有組件（main函數內）：

LogComponentEnable ("ASBroadcastMac", LOG_LEVEL_INFO);

定義仿真參數：

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

保證可以通過NS-3的API直接修改參數（為此，在運行示例腳本時使用關鍵字（第一個條件），這將覆蓋指定變量的提供值（第三個條件））

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);

初始化模擬：本節的主要目的是在每個節點上創建模擬節點和相關協議棧。 此外，在此部分中包含了頻道設置和屬性分配。 開始我們創建兩個不同的容器，一個用於節點，另一個用於接收器：

使用NS-3提供的一個幫助程序類NodeContainer。 通過調用此類的create函數，我們可以獲得傳遞給定大小的特定容器。

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

接下來，我們為每個容器設置套接字。 這是為了協助數據包處理。

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

接下來，我們建立了用於仿真的信道和協議棧。注意，這是一個簡化的示例，可以擴展到支持不同節點和多個水下通道上的不同協議棧。我們首先設置了如下通道

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

 

由於我們正在使用Aqua-Sim NG s通道助手，這個過程是相當直接的。helper類將把默認組件分配給這個新創建的通道helper。這個默認設置包括一個常量噪聲發生器，默認為零，以及一個簡單的傳播模型。相反，我們可以通過應用注釋掉行來重載傳播模型，這將把通道s傳播模型設置為range。此外，我們還可以在這個設置階段包含屬性。這方面的一個例子是分配溫度和水的鹽度，同時分配范圍傳播到我們的通道模型。

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

接下來，使用AquaSimHelper為協議棧和通道分配分配所有標准設置。 這可以通過以下方式完成：

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

Default()函數的作用是:不改變輔助變量

它允許在標准構造函數屬性之外更容易地分配和更改用戶創建。在創建AquaSimHelper時，我們自動為協議棧分配標准特性，允許普通物理層設置，並避免為上層協議層提供任何可能的空指針。通過在這個helper的默認()函數中重載這些特性，或者設置與前面提到的傳播示例類似的新屬性，可以很容易地更改這些特性。為通道調用Create()的過程允許通道助手分配前面定義的所有屬性，並返回一個填充的AquaSimChannel指針。在本例中，所有節點都將分配給這個單一通道，因此我們通過AquaSimHelper SetChannel()函數設置這個指針。為了證明概念和簡單性，我們還設置了新的MAC和路由層協議。為了實現這一點，我們使用唯一定義的組件名，它可以在每個協議的源文件下找到(例如NS_LOG_COMPONENT_DEFINE(AquaSimBroadcastMac);)

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