opnet物联网仿真2.5 陈敏包交换网络全解----比较详细

我在网上看到了很多讲解包交换网络的这一教程，但是或多或少里面抄英文讲解的太多，或者里面有一些细节的地方没有说清楚，导致很多地方都一知半解或者就差了一点点你就对了，所以这里力求做一个完整的全解

当然本人暑假的时候做过了陈敏2004年出版的那本书上的包交换网络，但是陈敏用的是opnet10.0，现在我的版本是opnet14.5.

请注意安装opnet的时候参考https://blog.csdn.net/qq_31285709/article/details/87873709 这篇文章，其他地方的文章普遍有问题，我的老师给我的opnet安装包我一开始用的就是vs2019，但是opnet14.5在vs2013之后可能就会出一点问题，尤其是在链接和基本库这一块，里面的环境变量建议使用vs2010的东西，不然问题很多很多，感谢上文作者，因为他的文章和资源应该是全网目前看来最靠谱的opnet安装教程。

下面我们开始对陈敏的这本物联网仿真里面包交换网络进行全解

首先我们搭建包格式 packet_format

首先这里就是一个大坑，陈敏这本书里面有明显错误，在他2006年的那本书里面，他用的是32位（4字节）的包，但是这本书里面他建议使用4位的包，这里是大错，因为在后面我们会用到一个写32位的函数，这里是第一个坑

这里还是建议使用32位的陈敏2004/2006版的书里面的包格式

然后我们开始搭建链路模型，这里可以完全按照陈敏书里面来，请注意我的截图，这里我的链路错误用的是error_zero_err

下面我们就能搭建节点的node模型，这里我们在陈敏那本2006年的书里面写的是4个节点，这里我们用了8个节点，不过node的模型是一样的，但是hub的模型不一样

请注意了，我们这里一定要更改收发机channel属性，来匹配我们的链路

当然还有src模块的更改，我们要把src模块变成一个产生包的一个模块，所以要这么改

这里我们注意了，除了你要改包格式之外，我们要把packet interarrival time这个东西提升属性变成promoted，什么叫提升属性，也就是你仿真的时候可以指定这个属性值为多个值，这样的话你就能够进行仿真对比

这里我们包交换网络就是要考察包生成速率不同的时候，信道利用率怎么样，所以要把它提升属性

然后我们跳到node interfaces界面，去更改我们的一些界面属性，按照陈敏他的教程，我们这里可以重命名那个interarrival time，然后哦我们对此做出初值进行修改，这里建议看书

下面是hub的模型，同样我们要更改收发机的channel属性，这里我就不放截图了，反而这里其实比较简单，注意收发信机不要配错了，我有一次没有用固定节点，用的可变节点，结果就一直出不来结果2333.

下面我们就能配两个进程模型了，分别是hub的和node的

我们先看hub的，这里我们必须明确一下opnet进程模型的一些概念，PK_ARRVL这种就是条件，而route_pk()是满足这个条件触发的函数，而触发函数之后，转移到的状态仍然是idle，我们这里idle的状态是红的，也就是所谓的非强制，也就说，进程在这个状态是可以中断的！！！这个非常重要，我们进程状态转换就是牵扯到这种概念

我们进入FB模块看一下我们的代码

static void route_pk(void)
{
       int dest_address;
    Packet* pkptr;
    FIN(route_pk());
    pkptr = op_pk_get(op_intrpt_strm());//从中断流编号之中找到包的指针
    op_pk_nfd_get(pkptr,"dest_address",&dest_address);//找到包的目的地址
    op_pk_send(pkptr,dest_address);//转发到目标流中
    FOUT;
}

建议看一下陈敏2015版物联网仿真的第二章，熟读，里面的代码你就明白了，这里就是一个简单的提取目标地址然后转发的代码。

然后我们进入HB看一下我们对于PK_ARRVL的定义

#define PK_ARRVL (op_intrpt_type()==OPC_INTRPT_STRM)

显然，我们只要认为中断是流中断的时候，我们就说，有包流到达了，这样我们要转发，这是显而易见的，但是还是建议先读一下书，看一下中断的概念

然后我们到了node模块的代码，node模块中我们要干什么？就是node是一个双工的模块，我们既要产生包把它送出去，又要接受从hub转发来的包，所以说让我们先看一下代码和有限状态机

看我们的有限状态机，这里我们看init状态，变成了绿色，这就是所谓的强制状态，也就是说，我们这个状态是绝对不会中断的，进程绝对不会停留在强制状态，一定要让他顺序执行，所以说，强制状态我们一般不写出口代码，因为本质上他的进口代码和出口代码应该是一样的。

我们先看看init的进口代码里面写了什么东西

address_dist = op_dist_load("uniform_int",0,7);//产生随机分布，应该是平均分布的0-7
ete_gsh = op_stat_reg("ETE Delay",OPC_STAT_INDEX_NONE,OPC_STAT_GLOBAL);//得到统计量的句柄

这时候我们奇怪了，我们并没有定义address_dist和ete_gsh啊，但是很简单，这两个东西定义在SV（状态变量）里面

我们进入SV看一看状态变量的定义，请注意，状态变量就是相当于这个模型自己拥有的变量，所以我们在SV里面定义了一遍，然后就不用再定义了

首秀按我们要知道Distriction*这个东西是一个函数指针，他指向一个随机分布函数，请注意，我们这里陈敏书里又有一个错误，也就是他的随机分布是0-3，事实上这是他2004年那本书里面写的，在2015版这本书里面应该使用0-7对应我们的八个收发信机

而stathandle指向我们的统计量，请注意，我们的统计量应该是全局统计量，但是这个全局统计量我们需要先声明一下（这里，ETE delay代表每一个包的输入到输出的延迟，也就是transmission delay（我们前面忽略了传播时延，只计入传输时延），自然这应该是一个全局变量，毕竟我们要统计全局的包的delay）

终于，我们可以看一下我们的HB的定义和FB里面的函数了，这里建议一定要理解陈敏那本书的第二章

让我们看看HB里面写了什么

#define RCV_IN_STRM 0 
#define SRC_IN_STRM 1 
#define XMT_OUT_STRM 0 

#define SRC_ARRVL (op_intrpt_type () == OPC_INTRPT_STRM && op_intrpt_strm () == SRC_IN_STRM) 
#define RCV_ARRVL (op_intrpt_type () == OPC_INTRPT_STRM && op_intrpt_strm () == RCV_IN_STRM)

什么意思，这里我们定义输入的包流0代表RCV，也就是从hub输入进来的，而输入包流1代表SRC，表示这个node他自己产生的包流

而输出包流显然只有一个，那么我们直接编号0就行，代表输出出去的包流

而SRC_ARRVL要求是流中断，而且中断号应该就是1

RCV_ARRVL要求是流中断，中断号显然就是0

这里就好解释了，然后我们进入最重要的FB里面，看一下我们的核心函数

static void xmt(void)
    {
        Packet* pkptr;
        FIN(xmt());
        pkptr = op_pk_get(SRC_IN_STRM);//根据包流编号得到包，这种包应该是src产生的包
        op_pk_nfd_set_int32(pkptr,"dest_address",(int)op_dist_outcome(address_dist));//填入dest_address
        op_pk_send(pkptr,XMT_OUT_STRM);//输出，输出包流号为0
        FOUT;
    }

static void rcv(void)
    {
        Packet* pkptr;
        double ete_delay;
        FIN(rcv());
        pkptr = op_pk_get(RCV_IN_STRM);//根据包流编号得到包，这种包是hub转发的包
        ete_delay = op_sim_time()-op_pk_creation_time_get(pkptr);//计算时延
        op_stat_write(ete_gsh,ete_delay);//填入ete_gsh所指代的时延，也就是全局变量ETE Delay
        op_pk_destroy(pkptr);//释放内存
        FOUT;
    }

我在里面还是添加了一些注释，应该能够帮助理解，但是具体请一定要参考陈敏的书，其实理解起来很简单

每一个node都是两种作用，产生包把它发出去，或者接受从hub转发过来的包，这里我说道了之前说的陈敏这本书里面的坑

也就是这里op_pk_nfd_set_int32这个函数本应该是写一个32位的数据，如果你在第一步设置包格式的时候写了4位必定出大错

最后我们一定要激活仿真中断，这在前一个进程模型（hub那一步）也要做的，所以两个模型都用这一步

，

注意把begsm intrpt改成enabled

好了，现在我们只要把两个进程模型编译一下，然后edit attribute把它们放进该有的模块里面就行了

最后，我们终于可以进行网络层的建模了，而这里面也有大坑，稍后会提到

我们new一个project出来，按照陈敏那本书的指示，在你的所有模型里面就能用到这样的集合

按照如图所示摆好

也就是一个hub，8个node

好了，现在我们点ctrl + L，或者在拓扑里面点verify links，检查我们的链路是否合理

本人在暑假里面做的四交换的网络很快就合理，但是这一次8交换的网络，一开始都是failed，链路居然连不上，请注意，这里是一个大坑，因为正常来说如果你的格式设置正确的话，opnet可能会根据你链接的顺序自动找收发信机，但如果你摆的顺序不是那么准确的话，请手动设置，这里我卡了半天，这也是陈敏这本书里面没有提到的，注意，我们右击每一个链路

这样