2021无线网络课设

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文档

宏定义

/*是否打印printf内容 */
#define GCY_OUT 1
#define CYO_OUT 1
#define YRB_OUT 1
#define FXJ_OUT 
#define GLO_OUT 

/* 链路cost取值范围和归一化 */
#define COST_LOW 0.0
#define COST_HIGH 3.0
#define cost_normalize(x) ((x - COST_LOW) / (COST_HIGH - COST_LOW))

/* cost寻路和快速修复的开关 */
/* 用来跑tcl验证时区分原AODV协议和我们的策略 */
#define USE_YRB 1
#define YRB_ALONE 0 //YRB_ALONE=1时第三单元独立，不使用二单元cost值
#define USE_FXJ
/* end yrb */

验证场景

TCL脚本

一二单元


    目录: D:\GitWareHouse\WirelessSystem\wireless_network_hw\documents\tcl


Mode                 LastWriteTime         Length Name                                                                 
----                 -------------         ------ ----                                                                                                                    
-a----        2021/12/28     17:03           6427 test_eight.tcl                                                       
-a----        2021/12/28     17:03           8076 test_galaxy.tcl                                                      
-a----        2021/12/28     17:03           6121 test_move.tcl                                                        
-a----        2021/12/28     17:03           6888 test_nine.tcl                                                        
-a----        2021/12/28     17:03           6007 test_six.tcl

三单元


    目录: D:\GitWareHouse\WirelessSystem\wireless_network_hw\documents\tcl


Mode                 LastWriteTime         Length Name                                                                 
----                 -------------         ------ ----                                                                                                      
-a----        2021/12/29     10:59           7244 try_yrb.tcl                                                          
-a----        2021/12/29     10:59           7014 yrb1.tcl                                                             
-a----        2021/12/29     10:54           5423 yrb2.tcl                                                             
-a----        2021/12/29     11:11           7206 yr

四单元


    目录: D:\GitWareHouse\WirelessSystem\wireless_network_hw\documents\tcl


Mode                 LastWriteTime         Length Name                                                                 
----                 -------------         ------ ----                                                                 
-a----        2021/12/29     11:01           6344 fxj.tcl                                                              
-a----        2021/12/29     11:01           6273 fxj_circ.tcl                                                         
-a----        2021/12/29     11:01           6345 test_all_1.tcl

集成


    目录: D:\GitWareHouse\WirelessSystem\wireless_network_hw\documents\tcl


Mode                 LastWriteTime         Length Name                                                                 
----                 -------------         ------ ----                                                                 
-a----        2021/12/29     11:01           6995 test_all.tcl    

-a----        2021/12/29     11:01          85950 test_all_out.txt

集成初步验证

脚本在documents/try_yrb.tcl

一共6个mobilnode，1个noisenode⑥，1-40s时节点①向④发送消息，如下图所示：

原AODV方案默认选择路由①-⑤-④（因为跳数少路程短），但是由于noisenode⑥的干扰该路由不稳定

计划通过第三单元，选择路由①-②-③-④

在第20s时，节点③会移动到稍远处，导致③④断路，计划通过第四单元快速修复路由为①-②-③-0-④

设计方案

第三单元

寻路过程

当节点$n_j$接收到$n_s$发送的、上一条为$n_i$的RREQ寻路消息 未过期 && 未被读过 && 传递的const值小于稳定概率阈值时，认为这是$n_s$到$n_j$的不稳定的路由，暂时连接继续向目标节点$n_o$发送RREQ消息，并将$n_j$的路由表中$(n_s, n_i, n_j)$这一项的状态标志位volat置1，记为不稳定
当上述节点$n_j$即为目标节点$n_o$时，照常发送RREP回复，并将路由表状态项置1，无需特殊处理

当节点$n_j$对应的路由表中$(n_s, n_i, n_j)$有volat=1，且收到相同序列号 && 相同源节点 && const > Pmin的RREQ消息时，认为找到了一条跳数较短的稳定路由，将$n_j$路由表中$n_s$对应路由表项的上一条$n_j$、跳数$ttp$进行更改，并将标志位volat置0

当上述节点$n_j$即为目标节点$n_o$时，将序列号+1，发送一条特殊的RREP消息，根据更新的上一跳节点(反向路由)更新路由表中的下一跳节点(正向路由)。由于序列号更新过，被舍弃的节点的相应路由表项会自动失效，不需要再进行处理。

源码更改

/*** defs.h ***/
/* cost寻路和快速修复的开关 */
/* 用来跑tcl验证时区分原AODV协议和我们的策略 */
#define USE_YRB 1
#define USE_FXJ 1

/* 通道数目 */
#define CHANNEL_NUM 3 

/* 稳定概率阈值 */
#define COST_MIN 0.8


/*** aodv-uu.cc ***/
/* 发送RREQ和RREP


/*** routing_table.h ***/
/* 标记该路由是否稳定 */
/* 标记该路由选择使用的信道 */
struct rt_table
{
    u_int8_t volat;  /* 不稳定为1 */
    u_int8_t channel; 
}
/* volat参数 */
rt_table_t *rt_table_insert(struct in_addr dest, struct in_addr next,
			    u_int8_t hops, u_int32_t seqno, u_int32_t life,
			    u_int8_t state, u_int16_t flags,
			    unsigned int ifindex,
                u_int8_t volat, u_int8_t channel);
rt_table_t *rt_table_update(rt_table_t * rt, struct in_addr next, u_int8_t hops,
			    u_int32_t seqno, u_int32_t lifetime, u_int8_t state,
			    u_int16_t flags
                u_int8_t volat, u_int8_t channel);


/*** routing_table.c ***/
/* volat参数 */
rt_table_t *rt_table_insert(struct in_addr dest, struct in_addr next,
			    u_int8_t hops, u_int32_t seqno, u_int32_t life,
			    u_int8_t state, u_int16_t flags,
			    unsigned int ifindex,
                u_int8_t volat=0, u_int8_t channel)
{
    rt->volat = volat;
    rt->channel = channel;
}
rt_table_t *rt_table_update(rt_table_t * rt, struct in_addr next, u_int8_t hops,
			    u_int32_t seqno, u_int32_t lifetime, u_int8_t state,
			    u_int16_t flags
                u_int8_t volat=0, u_int8_t channel)
{
    rt->volat = volat;
    rt->channel = channel;
}

/* 函数rt_table_insert */
    /* 添加参数u_int8_t volat */
	rt->volat = volat;

/* TODO: 邻居节点的invalidate(?) */


/*** aodv_rreq.h ***/
/* 回路稳定概率，为链路稳定性概率乘积 */
typedef struct {
    float cost;
    /* 注意：channel不再在消息中传递，收到RREQ时选择channel直接存入路由表， */
} RREQ;


/*** aodv_rreq.c ***/
/* rreq_process */
	int volat = 0;
	int channel = 0;
	float cost = rreq->cost;
    /* 计算当前链路的cost值 */
    float max_cost = 0;
	if (USE_YRB) {
		for (int channel_i = 0; channel_i < CHANNEL_NUM; channel_i++) {
			for (i = 0; i < NUM_NODE; i++) {
				if (hash_cmp(&(this_host.hello_infos[i][channel_i].ipaddr), &ip_src)) {
					break;
				}
			}
			if (i < NUM_NODE) {
				float temp = this_host.nb_tbl[i][channel_i].cost;
				if (temp > max_cost) {
					channel = channel_i;
					max_cost = temp;
				}
			}
		}
		cost *= max_cost;
		if (cost < COST_MIN) volat = 1;
	} else {
		cost = 1;
		volat = 0;
	}

    /* 前面路由不稳定的节点收到一条稳定的RREQ需要继续转发 */
    /* Check if this RREQ has been processed */
    if (rreq_record_find(rreq_orig, rreq_id)) {
        fwd_rt = rt_table_find(rreq_dest);
        /* Ignore already processed RREQs. */
        if (!(fwd_rt && fwd_rt->state == VALID && fwd_rt->volat && volat))
        return;
    }

	/* 建立反向路由添加volat和channel */
	rt_table_insert(..., volat, channel);
	rt_table_update(..., volat, channel);


/*** aodv_rrep.h ***/
/* 对不起我发现我不需要update_next_hop了 */
/* 注意：channel不再在消息中传递，收到RREQ时选择channel直接存入路由表， */


/*** aodv_rrep.c ***/
/* 函数rrep_process */
    /* 更新正向路由 */
    /* 传递volat值 */
	/* 正向路由表不存在：直接插入路由表 */
    if (!fwd_rt) {
		fwd_rt = rt_table_insert(rrep_dest, ip_src, rrep_new_hcnt, rrep_seqno,
				 rrep_lifetime, VALID, rt_flags, ifindex,
				 rev_rt->volat, rev_rt->channel);
    }
	/* 当序列号更新、原正向路由表无效、现路由更短、原正向路由不稳定现路由稳定时：更新路由表 */
	if (fwd_rt->dest_seqno == 0 ||
	       (int32_t) rrep_seqno > (int32_t) fwd_rt->dest_seqno ||
		   (rrep_seqno == fwd_rt->dest_seqno &&
		   (fwd_rt->state == INVALID || fwd_rt->flags & RT_UNIDIR || rrep_new_hcnt < fwd_rt->hcnt
		   || (fwd_rt->volat && !rev_rt->volat)))) 
	{
		pre_repair_hcnt = fwd_rt->hcnt;
		pre_repair_flags = fwd_rt->flags;

		fwd_rt = rt_table_update(fwd_rt, ip_src, rrep_new_hcnt, rrep_seqno,
					rrep_lifetime, VALID,
					rt_flags | fwd_rt->flags,
				 	rev_rt->volat, rev_rt->channel); 
    }

第四单元

RREP 消息变更

0                   1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|     Type      |R|A|N|T|  Reserved   |Prefix Sz|   Hop Count   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                     Destination IP address                    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                  Destination Sequence Number                  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    Originator IP address                      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                           Lifetime                            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                           Channel                             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
|                          Union (data)               			|
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

新增位 N：仅能在 Hello 消息中置 1，表示向所有邻居索要它们的邻居表。每个接收到这个广播的邻居都通过消息RREP(T=1)发回自己的邻居表

新增位 T：收到Hello(N=1)后，若该节点已经有邻居记录，则发回有效的邻居表（T置1）

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集成

集成初步验证

设计方案

第三单元

寻路过程

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第四单元

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