无线网络实验报告

中南大学

无线网络实验报告

目录

序 (3)

一、实验准备——环境配置以及软件安装············4~8

1.1前提及注意事项 (5)

1.2 MinGW安装 (5)

1.3 OMNET++具体安装步骤···············5~8

二、实验原理——DSDV路由协议·················9~11

2.1基本思想 (9)

2.2消除循环 (10)

2.3全局不变量····················10~11

2.4 DSDV不存在循环 (11)

三、实验过程以及遇到的问题···················12~20

3.1实验步骤··················12~19

3.2遇到的问题及解决方案············19~20

序

无线网络的网络层有一个叫AD HOC路由协议，该协议应用于多个领域，包括军事、医学、空间探测等。网络拓扑经常性的发生改变需要有效的动态路由协议。经典的AD HOC路由协议先应式路由协议和按需路由协议，先验式路由协议是一种基于表格的路由协议。在这种协议中，每个节点维护一张或多张表格，这些表格包含到达网络中其它所有节点的路由信息。当检测到网络拓扑结构发生变化时，节点在网络中发送路由更新信息。反应式路由协议又称为随选型路由协议或者按需路由协议。是专门针对MANET环境提出来的。与表驱动路由协议相反，该类协议并不事先生成路由，而是仅在源节点需要时才这样做。因此，路由表信息是按需建立的，它可能仅仅是整个拓扑结构信息的一部分。先验式路由协议有像目的编号的距离矢量路由协议（DSDV），而按需路由协议路由协议有动态源路由协议（DSR）以及AODV协议。

本次实验是简单的实现DSDV路由协议的仿真，使用的软件工具是OMNET++，实验环境是Windows10。

一、实验准备——环境配置以及软件安装

1.1前提及注意事项：

1)安装之前首先要确定已经安装好GCC编译环境(例如：MinGW、Cygwin，选择一种安装);(否则OMNeT++会安装不成功)。

2)OMNet++安装路径要是英文路径，以及路径名不能有空格

3)还有就是这个也是个类Eclipse的软件，所以像JDK这样的Java环境就首先要配置好的。

1.2 MinGW安装

1) MinGw只是其中一种GCC编译环境的安装程序，还有像Cygwin也是差不多的;

2) 由于安装的时候有些地方忘了截图，所以图有些是借鉴别人的;

3) 还要就是安装MinGw，最好在一个网络比较好的环境中进行。

一、首先下载好安装包，点击打开，我的版本的安装界面大致是这样的：

二、上一个步骤按照指示一直下一步就好了，完成之后，会自动弹出一个窗口，叫做MinGW Installation Manager，就好像这样：

左边栏选中basic Setup，然后在右边选择，(好像是选GCC和G++就好了，但是在Basic Setup中的所有选项我都选择了)，选择的方式是，右键Mark for Installation选择完之后，点击菜单栏的Installation --> apply change，然后让其自动下载安装就好了，它是边下载边安装的，所以最好选个网络好点的环境安装。

1.3 OMNET++具体安装步骤：

一、将下载好的文件(名字就像：omnetpp-5.0-src-windows.zip)解压，其文件内容就像下图所展示那样;

二、双击打开mingwenv.cmd(注意了如果打开mingwenv.cmd之前没有安装好G++编译环境, 这一步的安装会失败)，打开之后会首先提示你"按任意键继续..."，即进行文件解压(自动完成的);

三、解压完成之后会弹出一个命令行窗口，输入./configure 然后让其自动执行，这一步执行完成而且成功的话，应该是显示：

WARNING: The configuration script...

WPI (optional) PCAP(optional)...

...

Your PATH contains D:/omnetpp-5.0/bin. Good!

(由于安装的时候忘记截图，所以用文字代替，大概就是出现Good! 就好了...吧? 反正能够出现Good!就好了)

四、继续输入make (注意该过程会比较漫长)，这一步执行完成而且成功的话，应该是显示：

五、然后可以通过输入

cd samples/dyna

./dyna

来测试，如果出现GUI界面，就是安装成功了。

启动OMNET++如下：

进入bin目录

双击omnetpp.cmd就可以运行了，运行界面如下：

首先选一个或者新建一个工作区间

二、实验原理——DSDV路由协议

DSDV应该算是Ad-hoc中经典的先应式路由协议。协议采用最短路径法则，每个节点维护一张包含到达节点的路由信息的路由表，并根据每个节点broadcast来update router table来适应网络的拓扑变化。协议中使用目的端的端顺序号，避免因使用过时的路由信息而产生无效的路径（包括路由环路和终端的路径）。每个目标节点的路由记录对应一个目的地序列号，这个序列号由目标节点产生。当节点从邻节点的距离/向量报文中得到某一目标节点的另一个路由记录时，若新记录的顺序号比已有的记录大，则节点使用新的路由记录。若2个路由记录的顺序号相同，则节点使用路径长度更短的记录；否则，目标节点的记录不变。

这是一种专门用以解决计数到无穷问题的协议。

2.1基本思想

总体来讲，DSDV协议是对传统的DV协议的一种拓展。它的拓展包括：·给每条路径增加了一个序列号码

·每个目的节点会定期广播一个单调递增的偶数序列号号码

·当一个节点发现它到某个目的节点的路径断开时，它把到这个节点的距离设为∞，并且将这条路径的序列号加1（此时为奇数），然后向网络中广播这个更新包。当这条路径修复时，它又将序列号加1然后广播出去。换另一种方式来说，每个节点都保持着一张路由表，路由表中的每一项记录了它到目的节点的距离和序列号，也就是（s，d）。我们假设有一目的节点为D，当以下任何一情况发生时，都会发送更新。

·D定期将自己的序列号加2并广播出去，即（S，0）。

·如果节点X要通过Y到达节点D，当X和Y之间的连接断开后，X将到D 的路径的序列号加1，同时将路径值设为∞，然后将信息发送给邻居。

我们假设节点A向节点B发送了一个信息（Sa，Da），B在更新前的状态是（Sb，Db）。在收到信息后，B将按照如下方式进行更新：

（1）如果Sa > Sb

更新序列号Sb = Sa。如果Da =∞，那么更新Db = ∞；否则Db = Da + d(A, B)。也就是说，如果收到的序列号比自己大，那么一切以这个较大的序列号中的信息为准。

（2）如果Sa == Sb

比较Db 和Da + d(A, B) ，选择较小的值作为新的Db。如果需要经过A到达目的节点，将设置A为下一跳。

2.2消除循环

首先，我们先来弄清楚什么是一个循环。

循环定义：在某个全局时间下，一个循环是指一个全局状态（包括所有节点的的局部状态），这个状态下存在节点A、B、C、……E使得A自认为B是下一层，B以为C是下一层，……E又以为A是下一层。

那又是什么造成了循环的形成呢？

当初始化时，因为只有一个节点，所以无所谓循环问题。

但当一个节点产生更新时，往往会发生矛盾。例如上图，当A接收到来自B 的一个更新时，A决定使用B作为下一跳，从而形成了循环。

2.3全局不变量

现在，我们来考虑对于每个节点的状态，是否存在一些全局不变量？考虑任何一个节点B。对于某个特定的目的节点，它的状态是（Sb，Db）。它的全部不变量有：

·Sb是一个单调递增的序列

·对于同一个序列号Sb，Db是递减的

现在再考虑，如果一个节点A把节点B当做自己的下一跳，它们之间有哪些全部不变量。我们有（Sa，Da）和（Sb，Db）

·Sa是一个偶数，并且Da不等于∞

·Sb ≥ Sa：①这是因为Sa是由B发来的，但是B在发送完更新信息后，可

能再次增加了自己的序列号。②如果Sb == Sa ，那么Db < Da 这是因为，Da是在Db的基础上得来的，又因为所有的连接耗费都是正数，因此有Db < Da ；除此之外，由于B在向A发送更新后，可能再次更新自己的路径信息，从而又减少了Db的值。

2.4 DSDV不存在循环

在一开头我们就说过，DSDV协议是专门针对网络中的循环问题提出来的，但为什么利用DSDV不存在循环问题呢？

我们考虑一个临界时刻：当A认为B是它的下一跳时，就会形成一个循环。这种情况会在DSDV中出现吗？为了证明DSDV中不存在循环，我们可以先假设会存在，然后再推出矛盾即可。如果DSDV中存在这样一个循环，我们考虑循环中的任意一个连接（从节点X到节点Y）：

·若Sy > Sx，那么我们最终会推出Sx > Sx，这是矛盾的。

·若所有的节点的序列号都相等，那么由Dx > Dy，我们最后会推出Dx > Dx。这也是矛盾的。

由此证明，DSDV中是不存在循环问题的。

三、实验过程以及遇到的问题

3.1实验步骤

（1）、新建工程——DSDV

（2）、添加网络描述文件

NED代表Network Description(网络描述)，它让用户声明简单模块(simple modules)，从而连接或重组为复合模块(compound modules)，或将一些复合模块标记为networks(网络)或自包含(self-contained))的仿真模型。信道是另一个组件类型，它的实例也能使用在复合模块中。

（3）、添加基站的网络描述文件

（4）、创建普通节点的描述文件

（5）、创建参数文件

（6）、添加消息格式文件

（7）、添加普通接单头文件

（8）、普通节点的源文件

（9）、基站源文件

3.2遇到的问题及解决方案

（1）、出现如下问题

Multiple markers at this line

- cannot read /DSDV/package.ned

- 4 changed lines

（2）、出现“no such module type”问题，截图如下，一开时出现这个问题时不知所措，而且整个项目都不能编译运行。查阅了很多资料，最后从百度出了以下解决方案：

是因为没导入文件。

OMNeT++ 4.0版本中的NED有着和Java类似的包系统。如果你的模型在不同的子目录中包含有NED文件，这些子目录意味着包，NED文件需要包声明同时增

加了import。这在IDE中可以自动完成。创建或者打开你的工程，从菜单中选择Navigate | Clean up NED files...。选择你的工程并点击OK。IDE将修复所有的包声明并导入你的NED文件。