实验介绍

编程实现一个4维的立方体网络仿真，网络节点按照如下方式运行，
实验要求：
1.网络节点按照默认的顺序，如节点标识0，1，…，15从小到大的顺序依次产生一个数据包。
2.节点产生（或接收到）一个数据包后，随机选择一个相邻节点发送数据包，依此规则重复执行，直至产生数据包的节点接收到自己的数据包后，直接删除该数据包。
超级立方体网络指具有 d 个维度的网络具有2d个网络节点，网络节点按照0，1，2，…2d-1顺序进行编号。标识 i 的节点采用二进制方式可表示为d 位的二进制序列，网络任意两个节点二进制形式表示的d位标识符，对应位只有某一位不同时，表示节点是直接相邻接，否则，两个节点之间不存在直接相邻接。例如，对于一个3维的超级立方体网络，网络中存在8（8 = 23）个网络节点，如0(000)，1(001) ，2(010) ，3(011) ，4(100) ，5(101) ，6(110) ，7(111)。网络拓扑结构按照如下方式连接，节点 0(000)与节点1(001) ，2(010) ，4(100) 直接相临接，因节点 0(000)与节点1，2，4分别在第1位，第2位，第3位不同（从左往右数），其他节点按此规律相邻接。

实验内容：

1.生成4维超立方体网络模型图及网络运行截图；
2.画出网络流程框图；
3.写出节点随机选择相邻节点的路由算法伪代码
4.统计每个节点产生的数据包一个轮回产生的跳数，同时，统计每个节点发送、接收的数据包的个数。

步骤

构建4维的立方体网络网络模型图，编写.ned代码
写出节点随机选择相邻节点的路由算法，编写.cc代码

具体步骤

1 构建网络图

先上图，生成的模型图如下(参考hypercube )

.ned

自己 new 一个 project（注意是empty project）,再project中新建一个.ned文件。
工程创建参考：link

节点模型

simple Node
{parameters:int dim = default(4);//维数，默认为4，可自行修改生成各种维数的立方体@display("i=block/circle;is=vs");gates:inout gate[dim]；//根据维数构建输出输入门
}

网络模型

network Hypercube
{parameters:int dim = default(4);types:channel Channel extends ned.DelayChannel {delay = 100ms;}submodules:node[2^dim]:Node;connections:for i=0..2^dim-1, for j=0..dim-1 {.node[i].gate[j] <--> Channel<-->node[i#(1<<j)].gate[j] if (i < i#(1<<j));//关键代码//此句代码将根据维数生成按照如下方式连接的网络拓扑结构：例如三维：节点 0(000)与节点1(001) ，2(010) ，4(100) 直接相临接，因节点 0(000)与节点1，2，4分别在第1位，第2位，第3位不同（从左往右数），其他节点按此规律相邻接。}
}

2 写路由算法

.cc

在project中,新建一个.cc文件

#include <omnetpp.h>
#include "msg.h"
#include <stdio.h>
using namespace omnetpp;
class Node: public cSimpleModule
{private:int hop;int sendCounter;//存储发送数目int recCounter;//存储接受数目int dim;//维数int pointCounter;//根据维数生成的节点数目protected:virtual TicTocMsg *generateMessage();virtual void initialize() override;virtual void handleMessage(cMessage *msg) override;void SendRandomMessage(TicTocMsg *msg);//随机选择从该节点的 一个节点发送消息出去
};Define_Module(Node);void Node::initialize()
{hop=0;sendCounter=0;recCounter=0;pointCounter=1;WATCH(hop);WATCH(sendCounter);WATCH(recCounter);//根据维数生成相应数量的点dim = par("dim");for(int i=0;i<dim;i++)pointCounter*=2;EV<<"pointCounter"<<pointCounter<<endl;for(int i=0;i<pointCounter;i++){if (getIndex() == i) {EV<<"node "<<i<<" :start!"<<endl;TicTocMsg *msg = generateMessage();//产生消息SendRandomMessage(msg);//随机选择一个门发送出去，随机转发算法}}
}void Node::handleMessage(cMessage *msg)
{recCounter++;//处理消息，即接受到消息，接受消息数目+1TicTocMsg *ttmsg = check_and_cast<TicTocMsg *>(msg);//转化类型//消息到达目的节点，打印调数，删除旧消息，生成新消息,随机发送消息if (ttmsg->getY() == getIndex()) {// Message arrived.EV << "Message " << ttmsg << " arrived after " << ttmsg->getHopCount() << " hops.\n";hop = ttmsg->getHopCount();//统计消息到达时的hopbubble("ARRIVED");//在网络视图中 产生 对话框，delete ttmsg;}//消息没到达目的节点，随机转发else{SendRandomMessage(ttmsg);//随机转发}
}void Node::SendRandomMessage(TicTocMsg *msg)
{// Increment hop count.//发送出去，跳数+1，发送数目+1msg->setHopCount(msg->getHopCount()+1);sendCounter++;// Same routing as before: random gate.int n = gateSize("gate");EV<<"gataSize:"<<n<<endl;int k = intuniform(0, n-1);EV << "Forwarding message " << msg << " on gate[" << k << "]\n";send(msg, "gate$o", k);//$0表示从out门发送出去
}//生成消息，
TicTocMsg* Node::generateMessage()
{int src = getIndex();  // our module indexint dest = src;//据题意：目的节点就是源节点char msgname[20];sprintf(msgname, "tic-%d", src);// Create message object and set source and destination field.TicTocMsg *msg = new TicTocMsg(msgname);msg->setX(src);msg->setY(dest);return msg;
}

msg.h

自定义消息头文件

#ifndef MSG_H_
#define MSG_H_
#include <omnetpp.h>class TicTocMsg;
class TicTocMsg : public ::omnetpp::cMessage
{protected:int x = 0;//存储源地址，这里命名有点lowint y = 0;//存储目的地址，命名不规范int hopCount = 0;//存储跳数private:void copy(const TicTocMsg& other);protected:// protected and unimplemented operator==(), to prevent accidental usagebool operator==(const TicTocMsg&);public:TicTocMsg(const char *name=nullptr, short kind=0);TicTocMsg(const TicTocMsg& other);virtual ~TicTocMsg();// field getter/setter methodsvirtual int getX() const;virtual void setX(int source);virtual int getY() const;virtual void setY(int destination);virtual int getHopCount() const;virtual void setHopCount(int hopCount);
};#endif /* MSG_H_ */

msg.cc

自定义消息实现文件

#include "msg.h"
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <memory>namespace omnetpp {}void TicTocMsg::copy(const TicTocMsg& other)
{this->x = other.x;this->y = other.y;this->hopCount = other.hopCount;
}TicTocMsg::TicTocMsg(const char *name, short kind) : ::omnetpp::cMessage(name, kind)
{
}TicTocMsg::TicTocMsg(const TicTocMsg& other) : ::omnetpp::cMessage(other)
{copy(other);
}TicTocMsg::~TicTocMsg()
{
}int TicTocMsg::getX() const
{return this->x;
}void TicTocMsg::setX(int source)
{this->x = source;
}int TicTocMsg::getY() const
{return this->y;
}void TicTocMsg::setY(int destination)
{this->y = destination;
}int TicTocMsg::getHopCount() const
{return this->hopCount;
}void TicTocMsg::setHopCount(int hopCount)
{this->hopCount = hopCount;
}

3 启动网络

.ini

网络配置

[General]
network = Hypercube

欢迎读者们提出你们宝贵的建议。

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