NS2中802_11代码深入理解PACKET传输的流程.doc

ns2中802 11代码深入理解packet传输的流程如何传送一个封包(how to transmit a packet?)首先,我们要看的第一个function是在mac-802_11.cc内的recv( ),程式会先判断目前呼叫recv( )这个packet的传输方向,若是down,则表示此packet是要送出去的,因此就会再呼叫send(p, h).所以接着,我们跳到send( ),此send( )首先会去检查energy model,若是目前这个node是在睡眠状态(sleep mode),则把此packet给丢弃.然后会把handler h设定给callback_.下一步,就是去呼叫senddata(p)和sendrts(ether_addr(dh-dh_ra).底下是senddata的程式码. (部份英文说明和程式码,会因为长度的关系而拿掉,所以读者最好还是拿原本的程式码做对照)void mac802_11:senddata(packet *p)hdr_cmn* ch = hdr_cmn(p);struct hdr_mac802_11* dh = hdr_mac802_11(p);/* 更新packet的长度,把packet的长度加上preamblelength (内定值为144 bits), plcpheaderlength(内定值为48bits), mac header length和ether_fcs_len */ch-size() += phymib_.gethdrlen11();/* 填入mac header中frame control内的子栏位值 */dh-dh_fc.fc_protocol_version = mac_protocolversion;dh-dh_fc.fc_type = mac_type_data;dh-dh_fc.fc_subtype = mac_subtype_data;/printf(.p = %x, mac-subtype-%dn,p,dh-dh_fc.fc_subtype);dh-dh_fc.fc_to_ds = 0;dh-dh_fc.fc_from_ds = 0;dh-dh_fc.fc_more_frag = 0;dh-dh_fc.fc_retry = 0;dh-dh_fc.fc_pwr_mgt = 0;dh-dh_fc.fc_more_data = 0;dh-dh_fc.fc_wep = 0;dh-dh_fc.fc_order = 0;/* 记录传送所需要花的时间,计算的方式(preamblelength +plcpheaderlength) * 8 / plcpdatarate + 剩于的封包长度(单位为bytes) * 8 / datarate_ */* 事实上,底下的这一行程式码是个浪费,因为底下又会针对是否为broadcast或unicast的封包,再计算一次 */ch-txtime() = txtime(ch-size(), datarate_);/* 若是这是一个unicast的封包 */if(u_int32_t)ether_addr(dh-dh_ra) != mac_broadcast) /* 再一次计算传送所需要花的时间 */ch-txtime() = txtime(ch-size(), datarate_);/* duration的意思是送出去此data packet之后,此次的通讯还需要占用channel所需要的时间,这个时间的长度为传送一个ack和一个sif的时间 */dh-dh_duration = usec(txtime(phymib_.getacklen(), basicrate_)+ phymib_.getsifs(); else /* 若这是一个multicast的封包 */ch-txtime() = txtime(ch-size(), basicrate_);/* 若是multicast packet,送出去此data packet之后,就算传送完成,不需要再等待ack,因此duration为0 */dh-dh_duration = 0;/*当mac header中的资讯都填完后,我们先把此packet暂时地存放在mac layer中的local buffer,等待适当的时机再传送出去 */pkttx_ = p;底下是sendrts的程式码. (部份英文说明和程式码,会因为长度的关系而拿掉,所以读者最好还是拿原本的程式码做对照)void mac802_11:sendrts(int dst)packet *p = packet:alloc();hdr_cmn* ch = hdr_cmn(p);struct rts_frame *rf = (struct rts_frame*)p-access(hdr_mac:ffset_);/* 检查要传送的封包大小是否是小于rtsthreshold或是不是一个broadcast的封包,若是的话,就不需要传送rts.若是在使用者所写的 tcl中没有指定rtsthreshold,则ns2会去读取ns-default.tcl的值,内定为0,因此若是使用unicast,则一定会送出去 rts */if( (u_int32_t) hdr_cmn(pkttx_)-size() uid() = 0;ch-ptype() = pt_mac;ch-size() = phymib_.getrtslen();ch-iface() = -2;ch-error() = 0;bzero(rf, mac_hdr_len);/* 设定rts packet中mac header的栏位 */rf-rf_fc.fc_protocol_version = mac_protocolversion;rf-rf_fc.fc_type = mac_type_control;rf-rf_fc.fc_subtype = mac_subtype_rts;rf-rf_fc.fc_to_ds = 0;rf-rf_fc.fc_from_ds = 0;rf-rf_fc.fc_more_frag = 0;rf-rf_fc.fc_retry = 0;rf-rf_fc.fc_pwr_mgt = 0;rf-rf_fc.fc_more_data = 0;rf-rf_fc.fc_wep = 0;rf-rf_fc.fc_order = 0;/* 把要传送的目的位址存放到ra */store4byte(&dst, (rf-rf_ra);/* 存放传送rts所需要花的时间, rts frame是用basicrate_传送 */ch-txtime() = txtime(ch-size(), basicrate_);/* 把传送端的位址放到ta */store4byte(&index_, (rf-rf_ta);/* 计算duration,计算的公式为: sif + t(cts) + sif + t(pkt) + sif + t(ack) */rf-rf_duration = usec(phymib_.getsifs()+ txtime(phymib_.getctslen(), basicrate_)+ phymib_.getsifs()+ txtime(pkttx_)+ phymib_.getsifs()+ txtime(phymib_.getacklen(), basicrate_);/* 把建立好的rts packet先暂时存放到pktrts_ */pktrts_ = p;看完senddata( )和sendrts( )之后,我们再回到send( ).接着,就指定一个unique sequence number给这个data packet.为了更清处的说明,底下把剩余的程式码贴在底下./ * 这是在send( )内的程式码 */* 若是目前backoff timer并没有在 count down */if(mhbackoff_.busy() = 0) /* 此时channel又是idle */if(is_idle() /* 若是节点已经再等待defer timer,则让defer timer继续,因此不做任何的设定.但是若没有defer timer,就要根据802.11的规定,需要再等待一个difs和一个random time才能做资料的传送,而这个random time是由0, cw_所决定的 */if (mhdefer_.busy() = 0) rtime = (random:random() % cw_)*(phymib_.getslottime();mhdefer_.start(phymib_.getdifs() + rtime);/* 此时channel若是busy */else mhbackoff_.start(cw_, is_idle();做完以上的事情后, send()已经完成了.然后,当defer timer expires的时候,程式就会去呼叫deferhandler(),在deferhandler()中会先去呼叫check_pktctrl(),但因为目前pktctrl没有资料(回传-1),所以会继续去执行check_pktrts().若是目前channel是idle的状态,check_pktrts()内的程式码就会去设定传输状态为mac_rtc,并且计算送出rts timeout的时间,算法为:timeout = txtime(phymib_.getrtslen(), basicrate_)+ dsss_maxpropagationdelay / 设定为2 us,可以参考mac-802_11.h+ phymib_.getsifs()+ txtime(phymib_.getctslen(), basicrate_)+ dsss_maxpropagationdelay; / 设定为2 us,可以参考mac-802_11.h设定完后,就会去执行transmit(pktrts_, timeout),把rts的packet送出去.送完rts后,我们必需等待cts,所以我们再回到recv()中的mhrecv_.start(txtime(p),这个程式码主要是等待整个 packet完全接收后就会去呼叫recvhandler(),而recvhandler()就会再去呼叫recv_timer(),若是判断所收到的 packet是cts,则再呼叫recvcts(pktrx_).在recvcts()中,因为已收到cts,则代表rts已传送成功,因此把 pktrts_ = 0和ssrc_=0,然后再呼叫tx_resume().在tx_resume()中,由于已成功的做完rts/cts,现在要准备送出data.这部份的程式如下所示/ * 若是pkttx_有资料要传送 */else if(pkttx_) if (mhbackoff_.busy() = 0) hdr_cmn *ch = hdr_cmn(pkttx_);struct hdr_mac802_11 *mh = hdr_mac802_11(pkttx_);/* 判断packet size是否小于rtsthreshold或者是不是broadcast */if (u_int32_t) ch-size() dh_ra) = mac_broadcast) rtime = (random:random() % cw_) * phymib_.getslottime();mhdefer_.start(phymib_.getdifs() + rtime); else /* 若是unicast且packet size大于rtsthreshold,则会等待一个sifs后,再把data packet送出去 */mhdefer_.start(phymib_.getsifs();等到defer timer expires后,又会呼叫deferhandler(),而在deferhandler()又会再去呼叫check_pkttx(). check_pkttx()的程式码如下:int mac802_11:check_pkttx()struct hdr_mac802_11 *mh;double timeout;assert(mhbackoff_.busy() = 0);if(pkttx_ = 0)return -1;mh = hdr_mac802_11(pkttx_);switch(mh-dh_fc.fc_subtype) case mac_subtype_data:/* 若是目前的channel是busy的话,就需要增加contention window,然后再执行一次backoff */if(! is_idle() sendrts(ether_addr(mh-dh_ra);inc_cw();mhbackoff_.start(cw_, is_idle();return 0;/* 设定传输状态为mac_send */settxstate(mac_send);if(u_int32_t)ether_addr(mh-dh_ra) != mac_broadcast)timeout = txtime(pkttx_)+ dsss_maxpropagationdelay / 设定为2 us,可以参考mac-802_11.h+ phymib_.getsifs()+ txtime(phymib_.getacklen(), basicra