一种采用以太网混杂模式的无线网络拓扑仿真方法

摘要

本发明涉及一种采用以太网混杂模式实现多跳无线网络拓扑仿真的方法。本发明属于通信网络协议仿真领域。本发明通过配置以太网交换机的虚拟个人网络功能，将实物节点和拓扑仿真节点配置成特殊的网络结构，即实物节点间无法互通，但都可以和拓扑仿真节点连通；拓扑仿真节点工作在以太网混杂模式，通过构造包括指定媒体访问控制地址的地址解析协议消息，将数据吸收到本节点，并根据拓扑结构判断是否应转发数据，以实现各类拓扑仿真。本方法对实物节点无需任何改动，即可在较小范围和较短时间内完成多种拓扑结构下协议的正确性、可靠性及性能测试，具有可扩展性好，健壮性好，可靠性高和易于实现等特点，适合应用在各种无线自组织网络仿真测试中。

主权项

1.一种采用以太网混杂模式的无线网络拓扑仿真方法，其特征在于通过以太网交换机的虚拟个人网络功能，将实物节点和拓扑仿真节点配置成特殊的网络结构，即实物节点间无法互通，但都可以和拓扑仿真节点连通；拓扑仿真节点工作在以太网混杂模式，通过构造指定媒体访问控制地址的地址解析协议消息，将数据吸收到本节点，根据拓扑结构判断是否应转发数据；1)、连接设备配置、连接过程：11)、根据参与仿真的实物节点数N，选择具备虚拟个人网络功能的端口数为N+1的商用交换机，其中端口1连接拓扑仿真计算机，端口2～N+1分别连接实物节点；12)、每个实物节点和拓扑仿真计算机配置为同一网段下不同的互联网协议地址和以太网卡地址，其中互联网协议地址的后比特代表节点的索引编号，并通过以太网卡连接交换机相应的端口；13)、配置交换机的虚拟个人网络参数，使得交换机1端口和其它所有端口可连通，但其它端口间无法连通；14)、测试是否满足交换机1端口和其它所有端口可连通，但其它端口间无法连通的条件，如果满足则连接设备配置、连接过程成功结束，否则重新检查设备连接和交换机参数配置；2)、拓扑仿真节点仿真过程如下：21)、设置拓扑仿真节点的相关参数，包括实物节点的初始位置信息、节点的移动模型、信道模型；22)、拓扑仿真节点读入初始化参数文件，同时设置运行在以太网混杂模式，该模式下节点能够接收到交换机上其它端口发送的所有数据；23)、当收到网络数据时，判断数据是否为本拓扑仿真节点发送出的数据，如果不是本机发送的数据，则转入步骤24)；否则继续停留在步骤23)；24)、判断消息类型，如果是地址解析协议的请求消息，则进入地址解析协议的请求消息处理过程；如果是地址解析协议的响应消息，则进入地址解析协议的响应消息处理；如果是普通互联网协议数据，则转入互联网协议的数据处理过程，如果是其它类型数据，暂不处理，等待新的消息输入，重新跳转到步骤23)；3)、地址解析协议的请求消息处理过程：31)、从网络上收到地址解析协议的请求消息时，首先记录源节点的媒体访问控制地址和互联网协议地址对应关系；32)、本地查找是否存在目的节点媒体访问控制地址和互联网协议地址关系表，如果存在则构造一个地址解析协议的响应消息回送，其中消息中的源MAC地址更改为“仿真MAC索引地址”；如果不存在目的节点的媒体访问控制地址和互联网协议地址关系表，则重新构造一个新的地址解析协议的请求消息，消息源媒体访问控制地址和互联网协议地址为仿真节点的真实媒体访问控制地址和互联网协议地址；33)、等待新的消息输入，重新跳转到步骤23)4)、地址解析协议的响应消息处理过程如下：41)、从网络上收到地址解析协议的响应消息时，记录源节点的媒体访问控制地址和互联网协议地址对应关系；42)、等待新的消息输入，重新跳转到步骤23)；5)、互联网协议类消息处理过程如下：51)、根据源媒体访问控制地址获得源节点索引号；52)、根据目的地址媒体访问控制地址判断数据包是单播数据还是广播数据，如果是单播数据，进入步骤53)，否则进入步骤55)；53)、根据目的媒体访问控制地址查询目的节点索引号；54)、根据源节点索引号和目的索引号查询节点拓扑连接关系表，判断是否应该转发该数据；如果拓扑连接表表明两节点数据可达，则消息中源媒体访问控制地址换为对应的仿真索引媒体访问控制地址，目的媒体访问控制地址改为真实节点的媒体访问控制地址，转发此报文；如果拓扑连接表表明两节点数据不可达，则丢弃此报文。重新跳转到步骤23)；55)、记录源节点的媒体访问控制地址和互联网协议地址对应关系；56)、根据源节点的邻居列表，将广播消息转换为多个单播消息，其中发送节点媒体访问控制地址转换为对应的仿真索引媒体访问控制地址，目的节点媒体访问控制地址改为实际节点的媒体访问控制地址，发送报文。重新跳转到步骤23)；6)、实物节点通信过程：61)、实物节点在互联网协议数据通信之前，首先根据核心路由表查找到达目的节点的下一跳节点互联网协议地址；62)、如果没有下一跳节点的媒体访问控制地址，则需要先发送地址解析协议的请求以获得下一跳节点的媒体访问控制地址；63)、在获得下一跳或目的节点的媒体访问控制地址后，立即发送相关数据，其中消息的目的媒体访问控制地址填写地址解析协议的响应中的媒体访问控制地址，目的互联网协议地址填写目的节点互联网协议地址。