基于OMNET++仿真平台的4维超立方体网络仿真

实验要求
实验环境
打开工程
大致思路
实验知识
开始上手
- 修改维度
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实验要求

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。

实验环境

Win10 2004
OMNeT++ 5.5.1
VSCode

打开工程

首先我们需要做一些实验前的准备工作。点击这里去之前的我的一篇博客记录了OMNeT的安装以及如何开始上手一个简单的工程。这里我不再重复造轮子。

注意，我以omnetpp-5.5.1\samples\hypercube 作为demo，基于hypercube例程来完成这一次实验。最好直接在这个项目里进行修改，如果新建一个完全空白的项目来完成这一实验的话，可能出现很多找不到函数的问题。

最好先备份hypercube文件夹，以免改动太多导致报错而无法挽回。当然你也可以自己新建一个空白的工程从0开始或者选择其他例程上手。

大致思路

首先来看下超立方的定义：

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。

简单来说，在4维的情况下，每个节点将会与4个节点相连接。但是不是随便和某个编号的节点相连接的。

假设我是一个节点，那么和我相互连接的节点的编号的二进制必须只能和我有1位不同。

更具体的假设：假设我是0号节点，我的二进制编号是0000，和我有1位不同的话，那么就是0001，0010，0100，1000咯。

对吧。再把二进制转换回来，那就是编号为1，2，4，8的节点和我连接。

和上一次的实验有所不同的是，这一次实验里每一个节点都同时扮演了三个角色，也就是HCGenerator（消息产生器），HCRouter（路由器），HCSink（汇聚点）。

上面的括号里是我随意取的名字，叫它们什么不重要。重点是它们分别的作用。

HCGenerator：产生消息出去。
HCRouter：我的邻居节点发消息给我我负责转发。
HCSink：消息汇聚到这里。

和上面名字相关的代码有 “.cc”，“.ned”，这些和之前实验的是一个意思。

总体的思路：
HCGenerator里节点按顺序产生消息 --> HCRouter里节点处理收到的消息 --> HCSink里判断是不是到了目的节点，是的话就删除这个消息

按照要求，在HCRouter里需要随机选择一个邻居节点转发出去。

最近时间确实有点紧，有时间的话我会在这里更新一个流程图。

当然，还是那句话，思路很简单。引用屈博士的话，“说谁不会说”。纸上谈来终觉浅，绝知此事要躬行。Talk is cheap ,Show me the code.

实验知识

.cc文件是对所有模块生效的代码，不是只对特定的某一个模块或者节点生效。
删除网络中的所有消息可以结束仿真，调用endSimulation()函数也可以结束仿真。
在win10下，如果按下开始仿真任务栏有图标但是没有界面，可以尝试外接一个显示器。
在仿真界面的左上角有一个fast图标，可以快速仿真到仿真结束。
数据包和消息（Message）是一个意思。
EV相当于cout。
send(msg, “out”)函数只是把消息推送到out门，出了门后消息具体怎么走不属于它管。
NED文件描述消息出门后具体路线。

开始上手

我以omnetpp-5.5.1\samples\hypercube 作为demo，基于hypercube例程来完成这一次实验。

修改维度

官方的hypercube例程默认维度是3。而实验要求是4维空间。

在HypercubeNetwork.ned里，修改dim（维度）为4.

network HypercubeNetwork extends Hypercube
{parameters:dim = default(4);//维度nodetype = "HypercubeNode";
}

其他位置暂时不做改动，我们直接就可以运行试试。

可以验证一个我上面的举例：假设我是0号节点，我的二进制编号是0000，和我有1位不同的话，那么就是0001，0010，0100，1000。再把二进制转换回来，那就是编号为1，2，4，8的节点和我连接。

提示；上面的图片是我使用的其他图床，不是csdn的。如果图片查看不了，请移步到我的博客查看。地址是：https://stefancharles.xyz/

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