网络拓扑生成器Inet产生的数据导入ns3

目前,ns3支持3种拓扑生成器(topology generators),即Orbis、Inet、Rocketfuel。Orbis没装成功(一系列undefined reference to链接错误),就试试Inet。本文讲述拓扑生成器Inet的使用及分析其产生的数据,最后给出如何将Inet产生的数据导入ns3。

1. 拓扑生成器简介

借助拓扑生成器可以生成网络拓扑,便可作为网络模拟器的前端输入。我粗略看了下,拓扑生成器设计成基于路由器级(internet router level)或基于自治系统级(autonomous system level)。前者,节点表示路由器,连线表示路由器间存在链路;后者,节点表示自治系统,连线表示自治系统间存在BGP(Border Gateway Protocol​, 边界网关协议​)对等连接。Orbis同时支持路由器和自治系统级,而Inet只支持自治系统级。

主流的网络拓扑模型主要有随机型、层次型和幂律型[1]
(1)随机型,即认为网络拓扑图处于一个完全无序的状态,在大尺度上是均一的最早的随机模型是由Waxman提出来的。Waxman认为节点之间的连接概率与其距离相关,服从泊松分布,距离越近,概率越大。
(2)层次型,来自对网络结构所具有的层次特征的认识,在同一层上的节点出度接近,不同层间节点出度差别很大。对同一层上的节点布置借用Waxman模型方法。
(3)幂律型,1999年,Faloutsos等人对NLANR(National Lab for Applied Network Research)在1997-1998年间的3份BGP数据以及1995年的一份tracerouter测量数据进行分析,发现网络拓扑中存在着幂律规律(即网络的度度分布服从幂律Power Law分布)。

Inet是密歇根大学于1999~2002年间开发的一个AS级拓扑产生器,最新发布的是3.0版本。其特点是利用route-views.net和oregon-ix.net上从1997年11月到2002年2月间的大量BGP数据来确定拓扑度量的值,可信性很高。Inet采用PLGR算法与优先附着实现幂律,重视连通性(最小节点覆盖),并针对最大团尺寸和聚类系数做了优化[1]

2. Inet安装及产生拓扑

2.1 Inet安装

Inet官网下载安装包,解压,make安装即可。

2.2 Inet命令

Inet的命令如下:

inet [-n topology_size] [-d fraction of degree_one_nodes] [-p plane_dimension] [-s seed] [-f debug_output] [-V(sersion)]

各参数意义如下:

-n 网络中节点数,必须不小于3037(这数字有什么特殊的吗)
-d 网络中节点度为1的比例,默认为0.3
-p 网络所处的平面大小(理解成坐标轴),默认为10000,这时平面大小为10000*10000
-s 随机数种子,默认为0
-f 调试输出的位置,默认是输出到终端窗口(标准错误stderr),内容是节点0的度(node[0].degree=…)
-V 查看Inet版本,目前最新为3.0

Inet产生的网络拓扑是基于改进的幂律分布,详情可以阅读《University of Michigan Technical Report CSE-TR-456-02》。

2.3 产生数据

利用上述的命令,就可以产生数据(可以利用管道重定向到文件,以便后用),数据格式如下:

nodes links
IDi x y

IDi IDj weight

文件的第一行是结点数和连接数(无向图),随后描述节点的位置,由节点号(从0开始)、x轴、y轴组成,最后描述连接信息,由节点i、节点j、权重组成。我随机产生(./inet -n 5000)5000个节点,网络拓扑如下:

Inet-example

3. 导入ns3

描述网络拓扑的文件有了,接下来就是导入ns3。参照ns-3.19/src/topology-read/examples/topology-example-sim.cc例子,就可以将相应的拓扑文件导入ns3了,主要源代码如下:

std::string format ("Inet");
std::string input ("src/topology-read/examples/Inet_small_toposample.txt");

//Pick a topology reader based in the requested format.
TopologyReaderHelper topoHelp;
topoHelp.SetFileName (input);
topoHelp.SetFileType (format);
Ptr<TopologyReader> inFile = topoHelp.GetTopologyReader (); 

NodeContainer nodes;
nodes = inFile->Read (); 

更多操作,参考Topology Input Readers API文档

参考资料:
[1]百科词条:网络拓扑生成

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One thought on “网络拓扑生成器Inet产生的数据导入ns3

  • Saturday February 23rd, 2019 at 10:09 AM
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    作者你好,我发现Inet只能生成3000+以上的节点,不能生成3000个以内的节点,请问我想生成几百个节点的随机拓扑应该怎么做?

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