NS2 定时器：BackoffTimer/ DeferTimer/NavTimer/RxTimer/TxTimer/IFTimer

MacTimer: 是 mac-802.11中所有timer的共同父类

重要属性/方法：1) protected Mac802_11 *mac;用于timer调用mac的对应超时处理方法，timer的构造函数以Mac802_11类实例的指针为参数，并将其赋值给mac。2) public virtual void start(double time){... //设置timer状态，记录时间s.schedule(this, &intr, rtime); //this为timer自己的引用；rtime为timer定时器的计时时长；&intr为Event类型，用于标记此定时器事件在当前时间之后的rtime秒后调用此定时器事件（&intr）的handler句柄this } 例如：s.schedule(&sleep_handler,&sleep_event,duration_); //表示调度：在当前时间之后的duration_秒后调用sleep_event事件的sleep_handlerstart()最终调用schedule()，使事件调度器在经过rtime时间之后通知timer处理超时，以此实现了定时和超时通知的，即定时器的能力实际是由基于时间的事件调度器来实现的。3) public virtual void stop()主要调用了Scheduler::cancel(&intr)方法，取消调度器中的该定时器事件，并重置timer状态。4) public inline double expire(){return ((stime + rtime) - Scheduler::instance().clock());}区别于NS的通用定时器TimerHandler::expire()，此方法仅用于返回距离定时器超时还有多久时间。

一、BackoffTimer:

（1）主要目的：用于竞争退避机制

1.当检测到信道空闲了一个DIFS或EIFS时间后，

如果此时站点STA（节点）的退避计时器为0（backoff timer==0），那么STA将会产生一个随机回退时间再接入信道发送数据，而不是立即接入信道（目的：为了减少多个等待的STA在DIFS时间后同时接入而产生冲突）；

如果此时站点STA（节点）的退避计时器不为0（backoff timer != 0），则继续按照退避计时器的内容进行等待。

2.当检测到信道忙，则开始随机退避。

（2）Backoff time = Random()*slotTime

mhBackoff_.start(cw_, is_idle(),phymib_.getDIFS())中：rtime = (Random::random() % cw) * mac->phymib_.getSlotTime();

（3）Random():返回的是[0，CW]之间的一个随机整数，CW为当前竞争窗口的大小。

（4）在DIFS或EIFS时间结束后，STA继续检测信道，每检测完一个空闲的slotTime，退避计时器减一；

如果退避计时器还在计时工作的期间检测到信道忙，则暂停退避计时器，等到信道重新空闲且持续了DIFS或EIFS时间后，退避计 时器才继续工作。

重要属性/方法：1) public void handle(Event *e){ ... // 重置timer状态mac->backoffHandler() // 调用Mac802_11对应超时处理方法}BackoffTimer超时的处理方法，将真正的backoff超时处理交给Mac802_11完成。2) public void start(int cw, int idle){ ...rtime = (Random::random() % cw) * mac->phymib_.getSlotTime(); // 生成随机回退时间...if(idle == 0)paused_ = 1; // 当前信道不空闲，则暂停BackoffTimer，实际最终会触发pause()方法else {assert(rtime >= 0.0);s.schedule(this, &intr, rtime); // 信道为空闲，开始回退计时} //在当前时间之后的rtime秒后调用此Backoff定时器事件的handler句柄this,handler函数中再调用backoffHandler()函数} 该方法即可用于启动新的回退计时，也可用于“暂停”当前回退计时。3) public void pause() { ... // 计算剩余回退时隙数slots rtime -= (slots * mac->phymib_.getSlotTime()); // 修改超时时间s.cancel(&intr); //取消调度器中的该定时事件，从而达到暂停计时的目的 } 该方法为暂停BackoffTimer所做的实际操作。4) public void resume(double difs) { ... difs_wait = difs; // 重置difs间隔时长 s.schedule(this, &intr, rtime + difs_wait); // 恢复回退计时 } 该方法用于重置difs间隔并恢复BackoffTimer的计时；

二、DeferTimer：
（1）主要目的：
用于表示接入信道需要延迟的时间（不包括退避时间：backoff time）
1.当STA侦听信道是正确接收到了RTS/CTS等信息时，会得知当前信道将被占用的时长，该时长加上DIFS或EIFS即为需要延迟接入的时间defer time。

当MAC层使用握手机制发送RTS帧或使用常规机制发送DATA帧时会事先为该帧设置一个退避定时器BackoffTimer，并按照二进制退避规则退避定时。当信道处于忙状态时退避定时器暂停，信道空闲时恢复运行。其定时器值一般是DIFS加上随机数目的退避时隙长。当定时器结束时自动调用处理函数backoffHandler()完成相应帧的发送。

DeferTimer主要用于握手机制中CTS、DATA、ACK帧的发送调度，一旦启动就会持续运行至定时结束，即使信道处于忙状态时也不暂停。定时值一般是最小帧间隙SIFS，以便为通信双方提供最优先的信道接入。DeferTimer定时器定时结束后会触发其处理函数deferHandler()完成相关分组的发送。

三、NavTimer:
1.NAV (网络分配矢量 Network Allocation Vector)：通过控制信息来得知信道情况，而不是实际检测物理信道，它指示基站（节
点）不能在无线介质上发起传输的时间段，无论基站是否检测到信道空闲；
2.STA通过接收其它STA发送的帧里的Duration/ID域来更新NAV——当该值大于当前STA的NAV值且该帧不是发给这个STA的时候，就以
新的值设置NAV。
set_nav(usec(phymib_.getEIFS()));
set_nav(mh->dh_duration);等
3.NAV用于实现虚拟载波监听，它关注介质的忙状态（它在介质忙的时候递减）：当NAV计数器不为0时，认为信道忙；为0时，认为信道空闲。
而backoff timer用于实现回退机制以减少冲突，它关注介质的空闲状态（它在介质空闲的时候递减）。

四、RxTimer:
1.用于模拟接收一个完整分组所花的接收时延；
2.在在Mac802_11::recv()方法中启动（即接收分组时启动），Mac802_11进入MAC_RECV状态，在定时器超时前若又有其它分组到来则会改变mac状态；
在定时器超时后检查mac状态即可得知分组是否正确接收完。

Mac802_11::recv(Packet *p, Handler *h){....mhRecv_.start(txtime(p)); }BackoffTimer::start(int cw, int idle, double difs){....if(idle == 0)paused_ = 1;else { //if channel is idle, start the backofftimerassert(rtime + difs_wait >= 0.0);s.schedule(this, &intr, rtime + difs_wait); //call BackoffTimer::handle(Event *), call mac->backoffHandler()}}

五、TxTimer:
1.发送方发出一个消息后需要得到相应回复，如CTS/ACK等；该定时器即被发送方用于对回复信息的计时
2.在Mac802_11::transmit()方法中启动，定时器超时后表示在规定时间内没有收到回复，调用Mac802_11:: sendHandler()，进而
调用Mac802_11::send_timer()，根据发送状态判断是否需要重传以及重传何种类型的消息（RTS/CTS/DATA/ACK）

Mac802_11::transmit(Packet *p, double timeout){ .....downtarget_->recv(p->copy(), this); // 3. call downtarget_ to receive a copy of this packet://Pass this packet to the "interface", which will in turn place the packet, on the channel.mhSend_.start(timeout); // 4.start sendtimer:(call mac->sendHandler(), call send_timer()): judge whether need for re-transmission.mhIF_.start(txtime(p)); // 5.start IFTimer: call txHandler()}MacTimer::start(double time){Scheduler &s = Scheduler::instance();.....s.schedule(this, &intr, rtime);}

六、IFTimer:

1.用于模拟发送一个完整分组所花的发送时延
2.在Mac802_11::transmit()方法中启动，定时器超时后表示分组已经发送成功，调用Mac802_11::txHandler()，其中调用mac层

trace对象EOTtarget_->recv(eotPacket_, (Handler *) 0)，并设置mac的发送状态tx_active_为0。

二至六号的Timer属性总结为：
public void handle(Event *e)
{
... // 重置timer状态
mac->XXXHandler() // 调用Mac802_11对应超时处理方法，XXX通常为timer名称
}
XXXTimer超时的处理方法，将实际的超时处理交给Mac802_11:: XXXHandler()方法完成。

总结：
NS中定时器工作机制总结如下：
1. 先通过定时器的start(time)方法，向Scheduler中加入延迟为time的事件，事件的处理器为Timer自己；
2. 延迟time时间之后，Scheduler调度Timer的handle()方法，表示定时器超时，进而实现定时器超时处理；
3. 超时前可以调用Timer的stop方法，进而调用Scheduler::cancel(e)方法，取消定时器计时事件。