《基于OPNET的通信网仿真》课件-第四章 实体对象的通信方法

第四章实体对象的通信方法4.1

节点间通信4.2

模块间通信4.3ICI通信

实体对象是相对于连接对象（如链路、总线）而言的，其可对信息进行处理，而不是单纯的传递信息。依据建模域的不同，实体对象主要体现为节点和模块。相应地，实体对象通信可以分为节点间通信、模块间通信（主要包括包流通信、统计量通信等）。

4.1

节点间通信在OPNET仿真中，节点间通信可分为有线通信和无线通信，有线通信又可分为点对点通信、总线通信。与之相对应，在OPNET中有三种链路形式：点对点链路、总线链路和无线链路。一点对点通信

点对点（pointtopoint）通信是一种最基本的通信方式，其原理是实现其他通信的基础。点对点通信是通过网络域的点对点链路和节点域的点对点收发机实现的。为了体现通信中的单工\双工方式，OPNET定义了两种点到点链路类型：单向点到点通信链路：支持从一个节点的某一个模块到其他节点的另一个模块的数据通信，传输是单向进行的。双向点到点通信锭路：支持从一个节点的数据收发模块到其他节点的数据收发模块的数据传输，传输是双向进行的。

双向的点到点通信链路可以看作是两条并行的单向的点到点通信链路的叠加

单向链路与双向链路的关系

只有通信链路还不能完成两个节点间的点到点通信，还必须在链路连接的两个节点的内部设置收发装置。在节点通信过程中，每一条信道的数据发送端都形成一个先进先出（FIFO）的数据包队列。执行这种排队策略的目的是为了保证在信道数据发送的过程中，每一个时刻只有一个数据包进行处理。由于任何数据包的发送时间是非零的；因此，对于后来的数据包是需要等待前面的数据包传递结束，才能进行传输。

点到点通信是最基本、最简单的一种通信方式，其所对应的管道阶段也最少，仅包括四个阶段：

上述四个管道阶段依次定义于点对点链路的txdelmodel、propdelmodel、errormodel和eccmodel属性

每个管道阶段是通过函数实现的（以下我们称这种实现管道的函数为管道阶段函数）。各个管道阶段按顺序执行的过程，实质上是仿真内核调用对应的管道阶段函数依次执行的过程。管道阶段之间是通过数据包传递参数（如传输数据属性、本地统计量等）的。各个管道阶段函数根据数据包携带的参数对所处的阶段进行计算；并将计算结果存贮在数据包中，用于后续阶段的调用。在管道阶段的参数中，最为重要的一种参数就是传输数据属性（TransmissionDataAttribute,TDA）。TDA是仿真内核和管道阶段之间通信的纽带，同时也是各个管道阶段之间沟通的纽带。处理TDA（包括读取、存贮等）是管道阶段函数的经常性工作，其可以通过传输数据函数集中的核心函数实现。一般情况下，管道阶段函数只有数据包指针一个参数，errormodel的函数模板如下所示：voiderror_alloc_template(Packet*pk) { intresult; FIN(error_alloc_template(Packet*pk)) /*extractrequiredinformationfrompacket.*/ /*performestimationofnumberoferrorsinpacket.*/ /*placeresultinTDAtoreturntoSimulationKernel.*/ op_td_set_int(pk,OPC_TDA_PT_NUM_ERRORS,result); FOUT }二总线通信

不同于点对点通信，总线型的通信允许一个数据包发送到多个目的节点，适合于进行计算机局域网、广播网络等网络的仿真。总线型通信是通过网络域的总线型链路和节点域的总线型收发机实现的。在总线型网络中，总线节点都要连接到总线上；而节点和总线是通过专用的连接对象接头（Tab）进行连接的。接头对象没有在点到点的连接链路中出现（点到点链路直接对节点进行连接），在无线链路中也不使用接头，其是总线型链路中的特有对象。总线和接头的关系可参见cct_network的链路连接图例。cct_network的链路连接总线通信和点到点通信都属于有线通信，二者信息传输的基本过程是相同的；反映在管道阶段上，点到点通信的四个管道阶段都是总线通信的管道阶段。另一方面，由于总线是媒介访问（mediaaccess），需要处理媒介访问中的竞争和碰撞问题，其通信方式又较点到点通信更为复杂。与之相应，总线的管道阶段也在点对点管道阶段的基础上，增加了链路闭锁阶段和冲突检测阶段。总线管道阶段

三无线通信

由于无线通信是多个终端共用无线广播介质，每一次传输都可能影响整个网络中的多个接收终端，对其仿真要考虑发送信道和所有可能接收信道的组合。

无线通信较有线通信具有更大的复杂性，从而导致无线收信机\发信机的信道和管道阶段也更为复杂。

无线管道阶段共分为13个阶段（由于收信机组阶段不参与具体的包传输过程，未将其计入）。其中发信机管道阶段包括收信机组（rxgroup）和发送时延（txdel）、链路闭锁（closure）、信道匹配（chanmatch）、发信机天线增益（tagain）和传播时延（propdel）等无线13管道阶段中的前五个阶段；

收信机管道阶段包括收信机天线增益（ragain）、收信机功率（power）、误比特率（ber）、信噪比（snr）、背景噪声（bkgnoise）、干扰噪声（inoise）、错误分配（error）、错误纠正（ecc）等无线管道的后8个阶段。

无线管道阶段

4.2

模块间通信

一包流通信数据包在节点间是通过链路（点对点链路、总线链路和无线链路）进行通信的，而在节点内的模块之间是通过包流线（packetstream）实现的。包流通信

包流是支持包在同一节点模型的不同模块间传输包的物理连接，其可实现源模块的输出端口和目的模块输入端口间的物理连接。包流可以划分为源模块的输出流(outputstream)和目的模块的输入流(inputstream)。包流的属性

根据流中断的三种类型（调用、强制和安静），可对包流输入端进行三种方式的通信建模。调用中断方式强制中断方式安静方式

在输出端，OPNET在目的模块中设置了一个包队列，允许包在没有被移除之前在队列中排队等候。包队列隶属于模块，而不隶属于包流。同时，连接模块的包流可以有多个，而包队列只有一个。仿真核心不限制该队列的大小。队列采用先进先出（FIFO）模式管理包，位于队首的包将由目的模块通过op_pk_get()获取并移除。

二统计量通信

在OPNET中，用统计量来分析仿真结果和观察中间过程。统计量可分为标量（scalar）和矢量（vector）两种。二者有不同的结构和应用：前者统计数据与时间无关，是一维的数据；后者统计数据与时间有关，每个统计数据都是特定时间上收集的，是包含统计数据和发生时间的二维数据。前者主要用于收集仿真结果；后者主要用于观察仿真的中间过程。矢量统计量可生成标量数据，而标量统计量不能生成矢量数据。矢量统计量的数据收集

要实现统计量通信，首先要进行节点域建模——在模块间建立统计线连接：

与包流类似，统计线支持矢量统计量在同一节点模型的不同模块间传输包的物理连接，其可实现源模块的输出端口和目的模块输入端口间的物理连接。统计线用“srcstat”属性设置输入的统计量。同时，统计线用“deststat”属性设置目标模块的输入统计线索引“instat[]”，此处用输入统计量（instat）是因为统计线的输出相当于目标模块的输入。只有统计量满足一定的触发条件时，才会触发输出端。具体的条件是在一系列统计线属性中配置的：上升沿触发：新近收到的值大于先前收到的值；下升沿触发：新近收到的值小于先前收到的值；重复值触发：新近收到的值等于先前收到的值；过零触发：新近收到的值与先前收到的值符号相反，或新近收到的值恰等于零低门限触发：新近收到的值小于或等于用户指定的门限值；高门限触发：新近收到的值大于或等于用户指定的门限值。4.3ICI通信

无论是有线链路、无线链路，还是数据包通信、统计量通信，都是基于对象间连接的。本节将讨论另一种机理的通信方式，其不是基于连接，而是基于特定进程中的事件——对事件的接口控制信息（InterfaceControlInformation，ICI）进行通信。通常，我们称之为ICI通信。

用户可以新建ICI格式（ICIFormat），其是与事件相联系的数据列表

ICI可以与源模块（绑定ICI的模块）的事件产生关联，并成为该事件的一个属性；该事件将触发目的模块中事件的发生，并由目的模块对ICI进行处理。由于ICI以事件为载体，所以其可以用在各种有关事件调度的场合（比数据包的应用范围更为广泛），如可实现同一节点模型的不同模块之间、不同节点模型之间的通信以及同一节点模型的相同模块内的信息传递。

在一个进程中，通过调用op_ici_install(iciptr)至