ns3学习笔记（四）：路由概述

基于官网文档的 Routing Overview 部分详细研究一下ns3中路由是怎么工作的
文档链接16.4. Routing overview — Model Library

一、概述

NS3整体的工作架构如下：

路由部分的工作架构如下：

路由部分目前大多数用到的算法都包含在Ipv4RoutingProtocol部分：

二、 Ipv4RoutingProtocol

抽象基类 Ipv4RoutingProtocol () 声明了一个最小接口，由两个方法组成：RouteInput()和RouteOutput()，这两个方法通过定义接口决定了数据包传输的路径
简单理解，对于所有数据包，传输协议都需要向 Ipv4 查询 Ipv4RoutingProtocol 对象接口，并通过 Ipv4RoutingProtocol::RouteOutput () 请求路由，并返回一个指向 Ipv4Route 对象的 Ptr
主要的几类路由协议在单播路由中介绍：

Ipv4ListRouting
用于在节点上储存一系列路由协议，根据优先级调用
Ipv4StaticRouting
这个之前写过一篇如何配置静态路由的文章，不细讲了，就是手动指定通信链路的端口

Ipv4GlobalRouting
安装InternetStackHelper时会默认添加的路由协议，采用的是OSPF算法，优先级低于静态路由，一般会在官方示例代码里看见这样给所有节点计算路由表：

Ipv4GlobalRoutingHelper::PopulateRoutingTables();

如果发生了一些变化需要重新计算路由表：

Ipv4GlobalRoutingHelper::RecomputeRoutingTables();
Simulator::Schedule(Seconds(5),
                    &Ipv4GlobalRoutingHelper::RecomputeRoutingTables);

路由表的计算还有两个属性可以修改：
① Ipv4GlobalRouting::RandomEcmpRouting：如果设置为 true，数据包将在等成本多路径路由上随机路由。如果设置为 false（默认值），则只持续使用一条路由。
②Ipv4GlobalRouting::RespondToInterfaceEvents：如果设置为 true，则会在发生接口通知事件（上/下或添加/删除地址）时动态地重新计算全局路由。如果设置为 false（默认值），路由可能会中断，除非用户在此类事件发生后手动调用 RecomputeRoutingTables()。
PS.这两个属性的修改要放在主程序最前面，在创建接口之前：

Config::SetDefault("ns3::Ipv4GlobalRouting::RandomEcmpRouting", BooleanValue(true)); // enable multi-path routing

底层的源码在ns3目录下：src/internet/model/ipv4-global-routing.cc：

TypeId 
Ipv4GlobalRouting::GetTypeId (void)
{ 
  static TypeId tid = TypeId ("ns3::Ipv4GlobalRouting")
    .SetParent<Object> ()
    .SetGroupName ("Internet")
    .AddAttribute ("RandomEcmpRouting",
                   "Set to true if packets are randomly routed among ECMP; set to false for using only one route consistently",
                   BooleanValue (false),
                   MakeBooleanAccessor (&Ipv4GlobalRouting::m_randomEcmpRouting),
                   MakeBooleanChecker ())
    .AddAttribute ("RespondToInterfaceEvents",
                   "Set to true if you want to dynamically recompute the global routes upon Interface notification events (up/down, or add/remove address)",
                   BooleanValue (false),
                   MakeBooleanAccessor (&Ipv4GlobalRouting::m_respondToInterfaceEvents),
                   MakeBooleanChecker ())
  ;
  return tid;
}

先生成所有可能的路径，然后再用随机数选择一条，否则默认选择第一条路径：

  if (allRoutes.size () > 0 ) // if route(s) is found
    {
      // pick up one of the routes uniformly at random if random
      // ECMP routing is enabled, or always select the first route
      // consistently if random ECMP routing is disabled
      uint32_t selectIndex;
      if (m_randomEcmpRouting)
        {
          selectIndex = m_rand->GetInteger (0, allRoutes.size ()-1);
        }
      else 
        {
          selectIndex = 0;
        }
      Ipv4RoutingTableEntry* route = allRoutes.at (selectIndex); 
      // create a Ipv4Route object from the selected routing table entry
      rtentry = Create<Ipv4Route> ();
      rtentry->SetDestination (route->GetDest ());
      /// \todo handle multi-address case
      rtentry->SetSource (m_ipv4->GetAddress (route->GetInterface (), 0).GetLocal ());
      rtentry->SetGateway (route->GetGateway ());
      uint32_t interfaceIdx = route->GetInterface ();
      rtentry->SetOutputDevice (m_ipv4->GetNetDevice (interfaceIdx));
      return rtentry;
    }

传输的数据包速率、大小需要设置大一点，这样就可以看到RandomECMP同时用到多条路径进行传输的效果