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Part4：让仿真更像实际网络

增加节点

现在我们将迈出一大步:创建几个tic模块并将它们连接到一个网络中。现在，我们将保持简单:其中一个节点生成消息，其他节点将消息向随机的方向传递，直到它到达预定的目标节点。

NED文件需要做一些修改。首先，Txc模块需要有多个输入和输出门:

simple Txc10
{parameters:@display("i=block/routing");gates:input in[];  // declare in[] and out[] to be vector gatesoutput out[];
}```
[]将门转换为门向量。向量的大小(门的数量)将由我们使用Txc构建网络的地方决定。```cpp
network Tictoc10
{submodules:tic[6]: Txc10;connections:tic[0].out++ --> {  delay = 100ms; } --> tic[1].in++;tic[0].in++ <-- {  delay = 100ms; } <-- tic[1].out++;tic[1].out++ --> {  delay = 100ms; } --> tic[2].in++;tic[1].in++ <-- {  delay = 100ms; } <-- tic[2].out++;tic[1].out++ --> {  delay = 100ms; } --> tic[4].in++;tic[1].in++ <-- {  delay = 100ms; } <-- tic[4].out++;tic[3].out++ --> {  delay = 100ms; } --> tic[4].in++;tic[3].in++ <-- {  delay = 100ms; } <-- tic[4].out++;tic[4].out++ --> {  delay = 100ms; } --> tic[5].in++;tic[4].in++ <-- {  delay = 100ms; } <-- tic[5].out++;
}

在这里，我们创建了6个模块作为模块向量，并将它们连接起来。

结果拓扑看起来像这样:

在这个版本中，tic[0]将生成要发送的消息。这是在initialize()方法中借助getIndex()函数完成的，getIndex()函数返回模块在向量中的索引。

代码的核心是forwardMessage()函数，每当消息到达节点时，我们就从handleMessage()调用该函数。它随机抽取一个门号，并在门上发送消息。

void Txc10::forwardMessage(cMessage *msg)
{// In this example, we just pick a random gate to send it on.// We draw a random number between 0 and the size of gate `out[]'.int n = gateSize("out");int k = intuniform(0, n-1);EV << "Forwarding message " << msg << " on port out[" << k << "]\n";send(msg, "out", k);
}

当消息到达tic[3]时，其handleMessage()将删除该消息。

练习：你会注意到，这种简单的“路由”效率并不高:数据包在被发送到另一个方向之前，通常会在两个节点之间跳动一段时间。如果节点不将数据包发送回发送端，这种情况可以有所改善。实现这一点。提示:cMessage:: getargate ()， cGate::getIndex()。注意，如果消息不是通过gate到达的，而是一个自消息，那么getargate()会返回NULL。

总结：该部分主要是告诉我们如何增加节点以及增加gate和节点间的连接

将网络由原来的2节点扩展为6个节点，每个节点都继承自Tx10，由于一个节点可能不止连接一个其他节点，所以出入的网口不再只是一个，在Ned文件中，将原来的gates：下的 Input in 和 output修改为 向量： input in[] 和 output out[] ，这样一个节点可以通过 in[0]作为第一个入口网关，in[1]作为第二个，以此类推。
该代码消息转发是由tic0生成初始消息，每到达一个节点调用handleMessage()中的forwardMessage()函数，该函数将此消息发往随机一个out gate 。

gateSize(“out”) ：查询当前模块（module）中指定名称的出向消息门（output gate）的数量。
intuniform(0, n-1); :获取 0到n-1之间一个随机整数

信道和内部类型定义

我们新的网络定义变得相当复杂和冗长，特别是连接部分。我们试着简化一下。我们注意到的第一件事是连接总是使用相同的延迟参数。可以为连接创建类型(称为通道)，类似于简单的模块。我们应该创建一个指定延迟参数的通道类型，我们将对网络中的所有连接使用该类型。

network Tictoc11
{types:channel Channel extends ned.DelayChannel {delay = 100ms;}submodules:

正如您已经注意到的，我们通过添加types部分在网络定义中定义了新的通道类型。该类型定义仅在网络内部可见。它被称为局部类型或内部类型。如果你愿意，也可以使用简单的模块作为内部类型。

注意：我们通过特化内置的DelayChannel创建了通道。(内置通道可以在Ned包中找到。这就是为什么我们在extends关键字后面使用完整的类型名称ned.DelayChannel)。

现在让我们看看connections部分是如何更改的：

  connections:tic[0].out++ --> Channel --> tic[1].in++;tic[0].in++ <-- Channel <-- tic[1].out++;tic[1].out++ --> Channel --> tic[2].in++;tic[1].in++ <-- Channel <-- tic[2].out++;tic[1].out++ --> Channel --> tic[4].in++;tic[1].in++ <-- Channel <-- tic[4].out++;tic[3].out++ --> Channel --> tic[4].in++;tic[3].in++ <-- Channel <-- tic[4].out++;tic[4].out++ --> Channel --> tic[5].in++;tic[4].in++ <-- Channel <-- tic[5].out++;
}

正如您所看到的，我们只是在连接定义中指定通道名称。这允许轻松更改整个网络的延迟参数。

总结：该部分主要是告诉我们如何生成信道，对于相同信道的连接可以统一设置，方便一起更改；在Ned文件的网络中，type关键字，通常用于自定义数据类型或通道类型 ；在创建信道时，可以继承定义好的信道类型，这里 channel Channel extends ned.DelayChannel 就是建立信道 Channel 该信道是ned中DelayChannel的扩展。

双向连接的链路

如果我们再检查一下连接部分，我们将意识到每个节点对由两个连接连接。每个方向一个。omnet++ 4支持双向连接，所以让我们使用它们。

首先，我们必须定义双向(或所谓的inout)门，而不是我们之前使用的单独的输入和输出门。

simple Txc12
{parameters:@display("i=block/routing");gates:inout gate[];  // declare two way connections
}

新的连接将如下所示：

connections:tic[0].gate++ <--> Channel <--> tic[1].gate++;tic[1].gate++ <--> Channel <--> tic[2].gate++;tic[1].gate++ <--> Channel <--> tic[4].gate++;tic[3].gate++ <--> Channel <--> tic[4].gate++;tic[4].gate++ <--> Channel <--> tic[5].gate++;
}

我们已经修改了gate的名称，因此我们必须对c++代码进行一些修改。

void Txc12::forwardMessage(cMessage *msg)
{// In this example, we just pick a random gate to send it on.// We draw a random number between 0 and the size of gate `gate[]'.int n = gateSize("gate");int k = intuniform(0, n-1);EV << "Forwarding message " << msg << " on gate[" << k << "]\n";// $o and $i suffix is used to identify the input/output part of a two way gatesend(msg, "gate$o", k);
}

注意：gate名称后面特殊的$i和$o后缀允许我们分别使用连接的两个方向。

总结：之前两节点间的连接都是定义了两条链路，分别进行两者间单向的传输，这一节告诉我们如何在两节点间创建一条可以双向传输的链路。首先在节点的gates 关键字下定义网口需要为 inout ；然后在连接两节点时使用 <–> ；c语言中原来使用 in/out的地方要对应的修改。

自定义消息类

在这一步中，目的地地址不再硬编码为tic[3]——我们采用随机的目的地，我们将把目的地地址添加到消息中。

最好的方法是继承cMessage，并将destination添加为数据成员。手工编写message类通常会太长，因为它包含很多样板代码，所以我们使用omnet++来生成这个类。message类规范在tictoc13.msg中:

message TicTocMsg13
{int source;int destination;int hopCount = 0;
}

注：可以看 Omnet++手册的第六节来详细了解message

设置makefile以便调用消息编译器opp_msgc从消息声明来生成tictoc13_m.h和tictoc13_m.cc(这两个名称是从tictoc13. msg文件名生成的，而不是消息类型名称)。它们将包含一个生成的TicTocMsg13类，它继承自[cMessage];这个类对每个字段都有getter和setter方法。

我们将把tictoc13_m.h包含到我们的c++代码中，我们可以像使用任何其他类一样使用TicTocMsg13。

19   #include "tictoc13_m.h"

例如，我们在generateMessage()中使用以下代码行来创建消息并填充其字段。

    TicTocMsg13 *msg = new TicTocMsg13(msgname);msg->setSource(src);msg->setDestination(dest);return msg;

然后，handleMessage() 会变成这样:

void Txc13::handleMessage(cMessage *msg)
{TicTocMsg13 *ttmsg = check_and_cast<TicTocMsg13 *>(msg);if (ttmsg->getDestination() == getIndex()) {

在handleMessage()的参数中，我们得到的消息是一个cMessage指针。但是，如果我们将msg转换为TicTocMsg13，我们只能访问它在TicTocMsg13中定义的字段。普通的c风格强制转换((TicTocMsg13 *)msg)是不安全的，因为如果消息不是TicTocMsg13，程序将崩溃，导致难以探索的错误。

c++提供了一个称为dynamic_cast的解决方案。这里我们使用omnet++提供的check_and_cast<>():它试图通过dynamic_cast强制转换指针，如果失败，它将以错误消息停止模拟，类似于以下内容:

在下一行中，我们检查目标地址是否与节点的地址相同。getIndex()成员函数返回该模块在子模块向量中的索引(请记住，在NED文件中我们将其声明为tic[6]: Txc13，因此我们的节点地址为0到5)。

为了使模型执行时间更长，在消息到达目的地后，目的地节点将生成另一个具有随机目的地地址的消息，以此类推。阅读完整的代码:txc13.cc

运行模型时，它看起来像这样:

您可以单击消息，在检查器窗口中查看它们的内容。双击将在一个新窗口中打开检查器。(你要么必须暂时停止模拟，要么必须非常快速地处理鼠标)。检查器窗口显示了很多有用的信息;可以在Contents页面上看到消息字段。

练习：这个模型中，在任何给定的时刻只有一条消息正在进行:节点只有在另一条消息到达时才生成一条消息。我们这样做是为了让模拟更容易进行。更改module类，让它定期生成消息。消息之间的间隔应该是一个指数分布的随机数。

总结： 该部分主要是告诉我们关于构建更复杂的消息以及其传递、使用等方面的内容 。

该实验想让消息传递到正确的目的地，通过将目的地消息加入消息中，在接受节点中进行判断来实现。

构建自定义消息都方法是创建新的消息文件：tictoc.msg文件，该文件中定义了新的消息类名字为TicTocMsg13 ，该类继承自 cMessage ，其中增添了三个变量： source 、destination和hopCount 。 在如此创建msg文件后，编译器会自动生成tictoc13_m.h和tictoc13_m.cc文件，该文件名字源自 tictoc.msg。 在需要使用该消息都cc文件中，需要 #include"tictoc13_m.h"

通过 TicTocMsg13 *msg = new TicTocMsg13(msgname); 创建一个此类型消息 ，通过如 msg->setSource(src); 来访问 ；

check_and_cast<TicTocMsg13 *>(msg)： 该函数用于将msg的类型转换为 TicTocMsg13 * ，如果转换失败不会崩溃而是出现特定的消息提示。