opnet学习初步——琐碎记录

时间：2022-01-08 05:26:00

       近期要做一个简单的无线ad hoc模型，其中路由部分采用OLSR路由协议，MAC部分需要自定义，物理层采用跳频模型。

       首先，搭建一个可以通信的多节点ad hoc网络。此时可以使用modeler自带的wizard。进入方式如下。

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       创建出来的节点网络如下所示，可以通过拓扑下拉中的轨迹定义里，设置每个节点的移动形式。

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       按照上述设置完成后，需要额外设置每个节点的traffic，才能使通信成功存在。

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       另外注意，如果采用jammer模型，需要设置jammer的影响时间间隔，如果设置的过长会导致影响失败。

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       在通信成功，并可以找到方法阻止节点通信阶段之后，我进入了很长一个时间的错误学习，方式是阅读代码。这段时间进展极其缓慢。其原因在于不熟悉OPNET的函数集。

       之后，我改变了策略，大致学习了如何在modeler中编程，及常见的函数。

       以下列出个人认为比较重要的函数，及其使用方法。

1.     创建一个指定格式的包

mac_frame_ptr = op_pk_create_fmt(“fddi_mac_fr”);//括号里面是格式的名字，可以通过pk.m文件定义，也可以采取现有的包格式，在declared里面

op_pk_nfd_set(mac_frame_ptr, “svc_class”, svc_class);

op_pk_nfd_set(mac_frame_ptr, “dest_addr”, dest_addr);

op_pk_nfd_set(mac_frame_ptr, “src_addr”, src_addr);

op_pk_nfd_set(mac_frame_ptr, “info”, pdu_ptr);//给该格式的packet的补贴字段赋值

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2.     获取中断流中的包

pkptr = op_pk_get(op_intrpt_strm());//如果需要获得连续的输入流（包）。可以采用op_strm_pksize()得到队列中包的数量

op_pk_nfd_get(pkptr,”int_value”,&i);//放到i的地址

 

if (op_subq_pk_insert(0,pkptr,OPC_QPOS_HEAD) != OPC_QINS_OK)

{

op_pk_destroy(pkptr);//插入失败则销毁该包 在HELP Symbolic Constants中有描述

}

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3.     队列函数集——插入与清空

subq_index = op_intrpt_code();//确定哪些子队列正在传输

if(op_subq_empty(subq_index) == OPC_FALSE)

{

pkptr = op_subq_pk_remove(subq_index,OPQ_QPOS_HEAD);

op_pk_send_quiet(pkptr,subq_index);//使用安静模式传输

}

4.     标识、拓扑和内部模型访问函数集

own_id = op_id_self();//返回类型是objid标识本进程处理器或队列的对象ID

op_ima_obj_attr_get(own_id, “service_rate”,&service_rate);//获取对象的属性，其中service rate需要预先定义

ppid = op_topo_parent(own_id);//得到特定对象父对象的对象id

op_ima_obj_attr_get(ppid, “service_rate”,&service_rate);//获取对象的属性

同理还有子id op_topo_child()

5.     中断函数集（很关键，描述4个例子）

a.     op_intrpt_schedule_self()

pkptr = op_subq_pk_access(0,OPC_QPOS_HEAD);

pk_len = op_pk_total_size_get(pkptr);

pk_svc_time = pk_len/service_rate;

op_intrpt_schedule_self(op_sim_time()+pk_svc_time, 0);

server_busy = 1;

在特定时间里面，为激活进程调度一个中断；常见的是等待ACK，此时需要采用op_ev_cancel(evh)取消进程

b.     op_intrpt_type()

type = op_intrpt_type();//获取中断类型

switch(type)

{

case(OPC_INTRPT_STRM):

break;

case(OPC_INTRPT_SELF):

break;

case(OPC_INTRPT_STAT)://一般用在MAC层判断无线信道是否空闲

break;

default:

}

c.     op_intrpt_code()返回值是int，和当前中断相关的数字代码，便于从中断中读取用户自定义的代码可以获得该中断的目的，当有几个不同目的的中断存在时，该值非常必要，例如存在多个超时自中断。

If (op_intrpt_code() == X25C_T13)

 

d.     op_intrpt_strm() 返回值是int类型，当前中断的流索引，当一个包通过op_pk_deliver()或者op_pk_send()转入，或者通过op_strm_access()读取时，该值被明确定义

if (op_intrpt_type() == OPC_INTRPT_STRM && op_intrpt_strm() == LOW_LAYER_INPUT_STREAM)

{

eth_mac_phys_pk_accept();

}

else if (op_intrpt_type() == OPC_INTRPT_STRM && op_intrpt_strm() == HIGH_LAYER_INPUT_STREAM)

{

eth_mac_llc_pk_accept();

 

}

6.     统计量函数集
if  (conn_id < FRMSC_PVC_COMM_STAT_COUNT):

frms_ete_del_lhandle = op_stat_reg(“Frame Relay PVC. Delay(sec)”, conn_id, OPC_STAT_LOCAL);//参数一是统计量，参数二是索引号，参数三是局部或全局索引

 

7.     分布函数集

主要有两个函数

op_dist_load()返回值是一个指向分布函数的指针

job_type_dist = op_dist_load(“uniform_int”,1,job_type_range)

if (job_type_dist == OPC_NIL)://抛出错误

jsd_gen_error(“unable to load job type distribution”);

   op_dist_outcome()通过调用获得分布结果，返回值是根据特定分布得到的随机值

   next_pk_arrvl_time = op_sim_time() + op_dist_outcome(int_arrival_distptr);

   if (next_pk_arrvl_time < gen_end_time || gen_end_time == FRMSC_ARRL_END_OF_SIM)

   {

       op_intrpt_schedule_self(next_pk_arrvl_time,FRMSC_FR_APPL_TRAF_GEN);

}

8.     事件与仿真函数集

op_ev_cancel()

this_event = op_ev_current();

next_event = op_ev_next_local(this_event);

while (op_ev_valid(next_event))

{

If (op_ev_type(next_event) == OPC_INTRPT_SELF && op_ev_code(next_event) == RETRANS_TIMER)

{

retrains_timer = next_event;

next_event = op_ev_next_local(retrains_timer);

op_ev_cancel(retrains_timer);

}

else

next_event = op_ev_next_local(next_event);

}

9.     接口函数集

for (i = send_window_low; i != rcv_seq; INC(i))

{

if (window[i].format & x25C_GFI_D_BIT)

{

    iciptr = op_ici_create(“x25_data”);

    op_ici_attr_set(iciptr, “src address”, chan_vars -> local_addr);

    op_ici_install(iciptr);

    op_pk_send_forced(pkptr, strm_index);

op_ici_install(OPC_NIL);

}

}

在OPNET中，可以使用ICI来进行进程之间的数据传递，所谓的ICI就是Interface Control Information（接口控制信息），它是一种特殊的数据结构，类似与C语言中的结构体，格式可以用ICI Editor进行定义。在《OPNET仿真建模大解密》中说ICI应用场合有（1）模拟层间原语，就是网络各层次之间传递的不包含在数据包内的信息，如物理层单元数据指示（包含是否TDC，是否加扰等）。（2）模拟进程交互中的消息。
//----------------------------------------------------------------以下来自OPNET帮助文档

　　仿真核心通过“绑定（installation）”机制将一个ICI与事件关联，每一个进程（processor可以有多个进程）在任意时刻只能绑定一个ICI。当进程创建时默认没有ICI绑定，通过调用KP op_ici_install()来实现绑定（需要先通过op_ici_create创建一个ICI），然后仿真核心会自动将该进程产生的事件同该ICI关联，也可以是subsequent events。事实上，该ICI地址会一直同该进程产生的所有事件关联，直到被另一个ICI替换为止，为避免ICI与事件间不必要的关联，可以在事件调度结束后重置ICI（就是绑定空ICI，即op_ici_install(OPC_NIL)）。但是事实上只要在接收进程不处理ICI，那不必要的关联也不会带来什么损失。

ICI是动态的，必须由进程创建，KP op_ici_create（）返回ICI地址，之后的操作都通过该地址进行。

　　关于ICI最重要的操作包括创建，销毁，绑定，这些决定了何时ICI与事件关联，中间还包括其它操作，如更改和提取信息。注意由于ICI并没有严格限制归哪个进程所有，所以就像包，任何进程只要能得到ICI地址，就可以进行这些操作。例如，ICI可以被创建进程销毁，也可以被接收进程销毁，类似的多个进程可以同时修改ICI，而这些修改对所有进程可见。

　　仿真核心对ICI的操作流程没有严格的限制，但是不用的ICI应被销毁，以避免进程间不必要的复杂的交互。ICI的生存期可以分成两种：

（一）每次使用，创建并绑定

1，源进程创建ICI，op_ici_create（）

2，源进程保存信息到ICI，op_ici_attr_set_***()

3，源进程绑定ICI，op_ici_install()

4，源进程产生事件（发送包/自中断……）

5，当事件发生并导致中断时，被中断的进程获得ICI，op_intrpt_ici()

6，被中断进程获得信息，op_ici_attr_get_***()

7，被中断进程销毁ICI，op_ici_destroy()，结束。

　　注意这种每次使用创建的ICI，源进程在产生事件后不应操作ICI了，取得信息及销毁ICI的工作由目的进程处理。

（二）永久的ICI

　　在某些情况，上一种ICI会导致一系列的对同种ICI的创建、销毁操作，这时更简单的方案是创建ICI一次并不销毁。源进程只需要每次更新ICI的信息并绑定（绑定操作是需要的，因为源进程可能使用多个ICI），然后产生事件。这时对ICI的操作过程如下：

1，SV当中定义ICI

1，源进程在初始化时创建ICI（也可以是其它时候，但是只创建一次），op_ici_create（）

2，源进程保存信息到ICI，op_ici_attr_set_***()

3，源进程绑定ICI，op_ici_install()

4，源进程产生事件（发送包/自中断……）

5，当事件发生并导致中断时，被中断的进程获得ICI，op_intrpt_ici()

6，被中断进程获得信息，op_ici_attr_get_***()

不需要销毁，结束。

//--------------------------------------------------------------------------------------

具体操作，转载自http://hi.baidu.com/freshairjhl/item/888e5e0f437e57113a53eef3

 

比较重要的中断类型常数

OPNET中断类型常数

描述

OPC_INTRPT_FAIL

节点或链路失效中断

OPC_INTRPT_RECOVER

节点或链路恢复中断

OPC_INTRPT_PROCEDURE

程序调用中断

OPC_INTRPT_SELF

自中断

OPC_INTRPT_STRM

流中断

OPC_INTRPT_STAT

状态中断

OPC_INTRPT_REMOTE

来自外地进程的遥远中断

OPC_INTRPT_BEGSIM

仿真开始中断

OPC_INTRPT_ENDSIM

仿真结束中断

OPC_INTRPT_ACCESS

进程模块用来获取包流队列中封包的中断

OPC_INTRPT_MCAST

多播中断

OPC_INTRPT_PROCESS

 进程调用中断

 

OPNET MODELER进程建模

填写1.协议需求

a.   接收从高层来的数据

b.   通过物理层转发数据

c.    发送下一个信号前要求ACK

d.   高层的数据排队等待

e.   如果在时间截止的时候，ACK没有返回，则重传

f.    如果链路断了，当链路重建时重传

 

填写2.定义独立的模块

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填写3.进程分解

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填写4.事件枚举

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事件名称

事件描述

中断类型

帧到达

上层递交帧

STRM

超时

重传时钟超时

SELF

收到确认

收到帧的确认

STRM

链路失效

链路失效

FAILURE

链路恢复

链路恢复

RECOVERY

启动

进程启动

BEGSIM

 

事件响应表描述了进程模型在不同状态下对各种事件的响应行为

状态

事件

转换条件

行为

目的状态

初始化

启动

无

无

空闲

 

 

状态

事件

转换条件

行为

目的状态

空闲

帧到达

无

存储帧

发送帧

设置时钟

等待确认

链路失效

无

无

链路失效

 

 

状态

事件

转换条件

行为

目的状态

等待确认

帧到达

无

帧排队

等待确认

超时

无

复制帧

发送帧

设置时钟

等待确认

 

收到确认

队列空

取消时钟

销毁帧复制

空闲

 

队列非空

取消时钟

销毁帧复制

取出队首帧

复制帧

发送帧

设置时钟

等待确认

 

链路失效

 

 

等待确认且链路失效

 

 

状态

事件

转换条件

行为

目的状态

链路失效

帧到达

无

帧排队

链路失效

链路恢复

队列空

无

空闲

 

队列非空

取出队首帧，复制帧，发送帧，设置时钟

等待确认

 

 

 

状态

事件

转换条件

行为

目的状态

等待确认且链路失效

帧到达

无

帧排队

等待确认且链路失效

确认超时

无

设置重发标志

等待确认且链路失效

链路恢复

有重发标志

取消重发标志，取出队首帧，复制帧，发送帧，设置时钟

等待确认

 

 

无重发标志

无

等待确认

 

 

 

Modeler进程建模学习笔记（《OPNET Modeler与网络仿真》）

状态的含义，所有状态之间是互斥和互补的，加起来形成了进程状态空间的全集（类似FPGA状态机）。当进程收到中断后，会从一个状态转移到另一个状态

强制与非强制状态

进入强制状态的仿真，仿真核心不允许其停留在该状态，而是立刻转移到下一个状态。编程时一般只填写进入代码的部分，因为进入和离开相同。

非强制状态则相反，进入非强制状态后的仿真，将停留在那个状态等到触发唤起。对OPNET来说，真正的状态为非强制状态。此时进程可以由仿真核心唤起，也可以调用op_pro_invoke()唤起。

初始状态可以是强制状态，也可以是非强制状态

每个状态都有相应的动作与其对应，对Proto—C来说，这些动作为执行代码，上半部分为进入执行代码，下半部分为离开执行代码，进入执行代码是进程进入该状态时执行的动作，离开执行代码是离开该状态时执行的动作。

初始状态根据仿真开始中断（begin simulationinterrupt）和是否强制状态分为4种情况。

（1）     一般而言，初始状态为强制状态，仿真开始中断被启用。下一个状态的进入代码不能包含和处理主流中断有关的内容。比较常见的是，下一个状态为非强制内容，比如idle，等待主流中断唤起，并在离开代码中执行。如果下一个状态为非强制且不处理主流中断，则可以和初始状态合并为一个初始非强制状态。

（2）     初始状态为强制状态，仿真开始中断被关闭。此时出发进入初始状态的是主流中断。

（3）     初始状态非强制，仿真中断开启。初始化在初始状态的进入代码里，初始状态的离开代码可以对主流中断进行处理。可能是多状态

（4）     初始状态非强制，仿真中断关闭，不常见。

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转移与离开代码的关系

转移包括：源代码、目的状态、转移条件、转移执行代码。

如果源代码是强制状态，转移代码和源状态的进入、离开为一体

如果源代码是非强制状态，转移代码和离开代码一体

转移条件可以写在离开代码中，要考虑所有转移条件的可能，与状态类似，转移条件互补和互斥

 

使用Modeler编程概述

对一个典型的Modeler程序来说，需要进行代码编写的地方包括：进程模型中的状态变量、临时变量、头区、函数区、进入和离开代码、转移代码以及外部头文件和源文件。

状态变量类似函数里的静态变量。

临时变量在函数中定义，在进程唤起的过程中不保持原来的值。

函数的声明在头区或头文件中，相应的函数具体定义需要放在函数区或外部文件中。函数的入口需要使用FIN和FOUT。有利于OPNET在编译及运行中发生错误时进行定位。

外部文件

 

核心函数KP（Kernel Procedure），指的是可以被进程模型和收发信机管道阶段座位中断被调度的C/C++函数，或者普通C/C++函数灯所调用的函数。

OPNET有自定义的数据类型

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动画实体（暂不描述）

布尔类型：OPC_TRUE\OPC_FALSE；声明 BOOLEAN bool；

符合代码类型：OPC_COMPCODE_SUCCESS\OPC_COMPCODE_FAILURE；表示某一操作是否成功；声明Compcodecomp_status；

概率分布类型：用来描述随机数与特定数值输出间的概率函数PDF对应关系；概率分布类型一般包含一个枚举表；声明 Distribution* dist_ptr；

事件句柄类型（Event Handle）：用来唯一表述一个待决的仿真事件，事件句柄不是简单的整形或者指针，而是数据结构；声明 Evhandle evh；

统计量句柄类型（Statisticshandle）：被用来确认动态生成的全局或者局部统计量，一般在stat包中的KP来注册；声明 Stathandle stat_handle；

接口控制信息（ICI）：与仿真中断相关的结构型数据集合，是进程间通信的手段（层与层之间传输信息）；声明ICI* ici_ptr；

链表类型：数据元素的集合，储存于双向链中，数据可以在任意指定位置上加入和删除；声明List* list_ptr;

对象标识（Object ID）：表示某一仿真对象，由ID IMA TOPO PK函数集声明；声明Objid objid；

流量导入模型：

包（Packet）：描述数据封装和传输的最基本仿真实体；声明Packet* pkptr；

进程句柄（Process Handle）：用来唯一标识仿真过程中的每个激活的进程；pro包中的KP操作；声明Prohandle proh；

以上都是最近学到的琐碎记录，真正的初步学习完成还需要在进行了一次编程之后。希望在下个月的博客中，能够成功总结编程中遇到的问题。

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