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例程-tutorial-app.cc

Rho
Rho
2023-08-11 / 0 评论 / 0 点赞 / 30 阅读 / 5557 字
这段代码是一个简单的NS-3应用程序,用于模拟网络通信中的数据发送。下面是代码的分析:
  • TutorialApp类是应用程序的主要类,它继承自ns3::Application,并包含了应用程序的逻辑。
  • 构造函数TutorialApp::TutorialApp()初始化了类的成员变量,如套接字(socket)、目标地址(peer)、数据包大小(packetSize)、发送数据包的数量(nPackets)、数据传输速率(dataRate)等。
  • 析构函数TutorialApp::~TutorialApp()将套接字指针设置为nullptr,以释放资源。
  • GetTypeId()方法返回应用程序类型的唯一标识符TypeId。该方法使用静态变量tid来存储并返回类型标识符。
  • Setup()方法用于设置应用程序的参数,包括套接字、目标地址、数据包大小、发送数据包的数量和数据传输速率。
  • StartApplication()方法在应用程序开始时被调用。它将运行标志设置为true,并执行以下操作:
    • 绑定套接字。
    • 连接到目标地址。
    • 调用SendPacket()方法发送数据包。
  • StopApplication()方法在应用程序停止时被调用。它将运行标志设置为false,并执行以下操作:
    • 取消发送事件(m_sendEvent)。
    • 关闭套接字。
  • SendPacket()方法创建一个指定大小的数据包,并通过套接字发送。然后,它通过递增m_packetsSent来跟踪发送的数据包数量。如果发送的数据包数量小于总数(m_nPackets),则调用ScheduleTx()方法继续安排发送。
  • ScheduleTx()方法用于安排下一个数据包的发送时间。它根据数据包大小和数据传输速率计算出发送时间间隔,并使用Simulator::Schedule()方法安排发送事件。如果应用程序正在运行,则会继续调用SendPacket()方法发送数据包。

这段代码的主要功能是通过指定的套接字将指定数量的数据包以指定的数据传输速率发送到目标地址。它使用了NS-3网络仿真框架提供的类和方法来实现网络通信的模拟。

#include "tutorial-app.h" // 包含TutorialApp的头文件

#include "ns3/applications-module.h" // 包含NS-3应用程序模块的头文件

using namespace ns3; // 使用ns3命名空间

TutorialApp::TutorialApp()
    : m_socket(nullptr),
      m_peer(),
      m_packetSize(0),
      m_nPackets(0),
      m_dataRate(0),
      m_sendEvent(),
      m_running(false),
      m_packetsSent(0)
{
}

TutorialApp::~TutorialApp()
{
    m_socket = nullptr; // 将套接字指针设置为nullptr,释放资源
}

/* static */
TypeId
TutorialApp::GetTypeId()
{
    static TypeId tid = TypeId("TutorialApp") // 设置应用程序的类型标识符
                            .SetParent<Application>() // 设置父类为Application
                            .SetGroupName("Tutorial") // 设置应用程序组名
                            .AddConstructor<TutorialApp>(); // 添加构造函数
    return tid; // 返回类型标识符
}

void
TutorialApp::Setup(Ptr<Socket> socket,
                   Address address,
                   uint32_t packetSize,
                   uint32_t nPackets,
                   DataRate dataRate)
{
    m_socket = socket; // 设置套接字
    m_peer = address; // 设置目标地址
    m_packetSize = packetSize; // 设置数据包大小
    m_nPackets = nPackets; // 设置发送数据包的数量
    m_dataRate = dataRate; // 设置数据传输速率
}

void
TutorialApp::StartApplication()
{
    m_running = true; // 设置运行标志为true
    m_packetsSent = 0; // 初始化发送的数据包数量为0
    m_socket->Bind(); // 绑定套接字
    m_socket->Connect(m_peer); // 连接到目标地址
    SendPacket(); // 发送数据包
}

void
TutorialApp::StopApplication()
{
    m_running = false; // 设置运行标志为false

    if (m_sendEvent.IsRunning()) // 如果发送事件正在运行
    {
        Simulator::Cancel(m_sendEvent); // 取消发送事件
    }

    if (m_socket)
    {
        m_socket->Close(); // 关闭套接字
    }
}

void
TutorialApp::SendPacket()
{
    Ptr<Packet> packet = Create<Packet>(m_packetSize); // 创建指定大小的数据包
    m_socket->Send(packet); // 通过套接字发送数据包

    if (++m_packetsSent < m_nPackets) // 如果发送的数据包数量小于总数
    {
        ScheduleTx(); // 安排发送下一个数据包
    }
}

void
TutorialApp::ScheduleTx()
{
    if (m_running) // 如果应用程序正在运行
    {
        Time tNext(Seconds(m_packetSize * 8 / static_cast<double>(m_dataRate.GetBitRate()))); // 计算下一个发送时间间隔
        m_sendEvent = Simulator::Schedule(tNext, &TutorialApp::SendPacket, this); // 安排发送事件
    }
}

关键代码理解: line92: Time tNext(Seconds(m_packetSize * 8 / static_cast<double>(m_dataRate.GetBitRate())));

  • m_packetSize * 8:将数据包大小(以字节为单位)转换为位(bit)的大小。这是因为数据传输速率(DataRate)通常以每秒传输的位数(bit)来表示。

  • m_dataRate.GetBitRate():获取数据传输速率(DataRate)的位速率(以每秒传输的位数为单位)。

  • (m_packetSize * 8 / static_cast (m_dataRate.GetBitRate())):计算数据包传输所需的时间。通过将数据包大小转换为位并除以数据传输速率,得到传输一个数据包所需的时间(以秒为单位)。

  • Seconds(...):将计算得到的时间值转换为NS-3中的Time对象。Seconds()函数用于将以秒为单位的值转换为Time对象,以便在仿真中使用。

  • Time tNext(...):将计算得到的时间值存储在名为tNext的Time对象中,表示下一个发送时间间隔。

line93:m_sendEvent = Simulator::Schedule(tNext, &TutorialApp::SendPacket, this);

  • Simulator::Schedule(tNext, &TutorialApp::SendPacket, this):这是NS-3中的Simulator类的静态函数Schedule()的调用。它用于安排在指定的时间(tNext)后执行特定的函数(&TutorialApp::SendPacket)。

  • m_sendEvent = ...:将通过Schedule()函数返回的事件句柄(即计划的发送数据包事件)赋值给名为m_sendEvent的成员变量。这样做是为了在需要时能够取消或管理该事件。

  • &TutorialApp::SendPacket:这是一个函数指针,指向TutorialApp类中的SendPacket()方法。它表示在指定时间到达时应执行的函数。

  • this:表示当前对象的指针,即TutorialApp对象的指针。它作为额外的参数传递给Schedule()函数,以确保在执行SendPacket()方法时,可以访问到当前对象的成员变量和方法。

因此,这段代码的目的是使用NS-3的Simulator类来安排在tNext时间后执行TutorialApp类中的SendPacket()方法,从而实现下一个数据包的发送。通过将事件句柄保存在m_sendEvent变量中,可以在需要时取消或管理该事件。

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