NS2中无线网络模拟之三（AODV路由分析2）

在分析AODV路由协议时，首先要明白，AODV只是一个路由协议，它的本质工作就是去管理路由表，所有的更新工作只是在实现对路由表的增、删、改、查工作。下面，我们继续之前的分析。

首先，我选择的切入点当然是从路由请求开始，分析源码，看它如何实现，关键代码贴出来分析：

我们从recv函数来分析

主函数

voidAODV::recv(Packet *p, Handler*) {struct hdr_cmn *ch = HDR_CMN(p);struct hdr_ip *ih = HDR_IP(p); assert(initialized()); //assert(p->incoming == 0); // XXXXX NOTE: use of incoming flag has been depracated; In order to track direction of pkt flow, direction_ in hdr_cmn is used instead. see packet.h for details. if(ch->ptype() == PT_AODV) {   ih->ttl_ -= 1;   recvAODV(p);   return; } /*  *  Must be a packet I'm originating...  */if((ih->saddr() == index) && (ch->num_forwards() == 0)) { /*  * Add the IP Header.    * TCP adds the IP header too, so to avoid setting it twice, we check if  * this packet is not a TCP or ACK segment.  */  if (ch->ptype() != PT_TCP && ch->ptype() != PT_ACK) {    ch->size() += IP_HDR_LEN;  }   // Added by Parag Dadhania && John Novatnack to handle broadcasting  if ( (u_int32_t)ih->daddr() != IP_BROADCAST) {    ih->ttl_ = NETWORK_DIAMETER;  }} /*  *  I received a packet that I sent.  Probably  *  a routing loop.  */else if(ih->saddr() == index) {   drop(p, DROP_RTR_ROUTE_LOOP);   return; } /*  *  Packet I'm forwarding...  */ else { /*  *  Check the TTL.  If it is zero, then discard.  */   if(--ih->ttl_ == 0) {     drop(p, DROP_RTR_TTL);     return;   } }// Added by Parag Dadhania && John Novatnack to handle broadcasting if ( (u_int32_t)ih->daddr() != IP_BROADCAST)   rt_resolve(p); else   forward((aodv_rt_entry*) 0, p, NO_DELAY);}<span style="color:#ff0000;"></span>

分析1、

 if(ch->ptype() == PT_AODV) {   ih->ttl_ -= 1;   recvAODV(p);   return; }

如果本节点收到一个数据包，这个数据包首先类型是PT_AODV，而且不是由我自己产生的，那么调用recvAodv(p)函数，并且给其TTL-1.

调用函数

voidAODV::recvAODV(Packet *p) { struct hdr_aodv *ah = HDR_AODV(p); assert(HDR_IP (p)->sport() == RT_PORT); assert(HDR_IP (p)->dport() == RT_PORT); /*  * Incoming Packets.  */ switch(ah->ah_type) { case AODVTYPE_RREQ:   recvRequest(p);   break; case AODVTYPE_RREP:   recvReply(p);   break; case AODVTYPE_RERR:   recvError(p);   break; case AODVTYPE_HELLO:   recvHello(p);   break;         default:   fprintf(stderr, "Invalid AODV type (%x)\n", ah->ah_type);   exit(1); }}

在recvAODV(Packet p)函数中，首先获取到hdr_aodv的包头指针，然后根据IP头判断源端口与目的端口是否相同。这个是因为我们的AODV继承自Agent，作为一个代理，所以，保证目的端口要一致。接下来，利用switch来判断接收到的数据包是什么类型，然后调用相应的函数。这几个函数一会儿再来分析，先回到主线程。因为现在我们知道了我们的AODV路由协议基本函数是在这里调用的。

分析2、

回到主函数接下来，我们再来分析，如果这个数据包是我自己生成的（根据节点原理图，就是这个数据包我的上层TCP传下来的，如蓝色代码，

if((ih->saddr() == index) && (ch->num_forwards() == 0)) { /*  * Add the IP Header.    * TCP adds the IP header too, so to avoid setting it twice, we check if  * this packet is not a TCP or ACK segment.  */  if (ch->ptype() != PT_TCP && ch->ptype() != PT_ACK) {    ch->size() += IP_HDR_LEN;  }   // Added by Parag Dadhania && John Novatnack to handle broadcasting  if ( (u_int32_t)ih->daddr() != IP_BROADCAST) {    ih->ttl_ = NETWORK_DIAMETER;  }}

通过查看TCP的源码我们会发现，TCP中有一个headersize()函数，这个函数返回tcpip_base_hdr_size_变量的值，即为tcp+ip的字节大小。所以，如果收到的不是TCP/ACK，则需要在包的大小上加上IP的大小。如果目地址不是广播地址的话，那么设置其生存周期为（NETWORK_DIAMETER=30）。

else if(ih->saddr() == index) {   drop(p, DROP_RTR_ROUTE_LOOP);   return; }

发生环路，丢弃数据包。

 else { /*  *  Check the TTL.  If it is zero, then discard.  */   if(--ih->ttl_ == 0) {     drop(p, DROP_RTR_TTL);     return;   } }

检测数据包的生命周期，到期就丢弃。

接下来的判断

 if ( (u_int32_t)ih->daddr() != IP_BROADCAST)   rt_resolve(p); else   forward((aodv_rt_entry*) 0, p, NO_DELAY);

如果收到的这个数据包的目的地址不是广播地址，那么去检索路由表，否则如果是广播地址，那么立即发送出去。这里有一点需要注意，这个数据包可能是接收的来自其他节点，也有可能是自己产生的数据包。

因为我们先来分析发送数据包的情况，所以当对接收到PT_AODV类型的数据包时的调用一会儿再看。我们先来分析这种情况，如果这个数据包是来自我自身节点的TCP/UDP产生的，经上层的协议传过来并且要发送出去，作为路由协议，该如何处理(单播)？很明显，如果这个数据包是第一次要发送的数据包，那么这段代码肯定是第一次执行。

函数rt_resolve(p)被调用。

voidAODV::rt_resolve(Packet *p) {struct hdr_cmn *ch = HDR_CMN(p);struct hdr_ip *ih = HDR_IP(p);aodv_rt_entry *rt; /*  *  Set the transmit failure callback.  That  *  won't change.  */ ch->xmit_failure_ = aodv_rt_failed_callback; ch->xmit_failure_data_ = (void*) this; rt = rtable.rt_lookup(ih->daddr()); if(rt == 0) {  rt = rtable.rt_add(ih->daddr()); } /*  * If the route is up, forward the packet   */ if(rt->rt_flags == RTF_UP) {   assert(rt->rt_hops != INFINITY2);   forward(rt, p, NO_DELAY); } /*  *  if I am the source of the packet, then do a Route Request.  */  else if(ih->saddr() == index) {   rqueue.enque(p);   sendRequest(rt->rt_dst); } /*  *A local repair is in progress. Buffer the packet.   */ else if (rt->rt_flags == RTF_IN_REPAIR) {   rqueue.enque(p); } /*  * I am trying to forward a packet for someone else to which  * I don't have a route.  */ else { Packet *rerr = Packet::alloc(); struct hdr_aodv_error *re = HDR_AODV_ERROR(rerr); /*   * For now, drop the packet and send error upstream.  * Now the route errors are broadcast to upstream  * neighbors - Mahesh 09/11/99  */    assert (rt->rt_flags == RTF_DOWN);   re->DestCount = 0;   re->unreachable_dst[re->DestCount] = rt->rt_dst;   re->unreachable_dst_seqno[re->DestCount] = rt->rt_seqno;   re->DestCount += 1;#ifdef DEBUG   fprintf(stderr, "%s: sending RERR...\n", __FUNCTION__);#endif   sendError(rerr, false);   drop(p, DROP_RTR_NO_ROUTE); }}

首先，获取common和ip数据包头指针。申明 aodv_rt_entry *rt; 路由表指针。然后，在接下来的两条语句：

ch->xmit_failure_ = aodv_rt_failed_callback;ch->xmit_failure_data_ = (void*) this;

在common包头中，给出了解释：

  // called if pkt can't obtain media or isn't ack'd. not called if        // droped by a queue        FailureCallback xmit_failure_;        void *xmit_failure_data_;

其中FailureCallback是一个函数指针。因此，被申明为一个回调函数。当链路层传输失败的时候去调用 aodv_rt_failed_callback函数（主要用在修复阶段）。具体查看参考博客路由层传输失败和回调函数2篇文章。

 rt = rtable.rt_lookup(ih->daddr()); if(rt == 0) {  rt = rtable.rt_add(ih->daddr()); }

先去查找本节点的路由表中有没有目的地址，如果没有，那么去增加。如果是第一次，那么肯定为0.
此时rt一定是为0的，所以调用rt_add函数。

aodv_rt_entry*aodv_rtable::rt_add(nsaddr_t id){aodv_rt_entry *rt; assert(rt_lookup(id) == 0); rt = new aodv_rt_entry; assert(rt); rt->rt_dst = id; LIST_INSERT_HEAD(&rthead, rt, rt_link); return rt;}

调用函数：（列表查找指定的ID）

aodv_rt_entry*aodv_rtable::rt_lookup(nsaddr_t id){aodv_rt_entry *rt = rthead.lh_first; for(; rt; rt = rt->rt_link.le_next) {   if(rt->rt_dst == id)     break; } return rt;}

此时如果没有对应的Id，即look_up==0，如果经过assert后断定为真，说明在路由表中没有这个目的地址。那么新建路由项，设定目的地址，并且插入表的头部。下面是在aodv_rt_entry的构造函数中，为一个路由项做的初始化工作；

odv_rt_entry::aodv_rt_entry(){int i; rt_req_timeout = 0.0; rt_req_cnt = 0; rt_dst = 0; rt_seqno = 0; rt_hops = rt_last_hop_count = INFINITY2; rt_nexthop = 0; LIST_INIT(&rt_pclist); rt_expire = 0.0; <span style="color:#ff0000;">rt_flags = RTF_DOWN;</span> /* rt_errors = 0; rt_error_time = 0.0; */ for (i=0; i < MAX_HISTORY; i++) {   rt_disc_latency[i] = 0.0; } hist_indx = 0; rt_req_last_ttl = 0; LIST_INIT(&rt_nblist);}

由于初始化 rt_flags = RTF_DOWN向下的，所以我们调用

 if(rt->rt_flags == RTF_UP) {   assert(rt->rt_hops != INFINITY2);   forward(rt, p, NO_DELAY); } /*  *  if I am the source of the packet, then do a Route Request.  */   else if(ih->saddr() == index) {   rqueue.enque(p);   sendRequest(rt->rt_dst); }

将数据包加入队列，并且开始路由请求过程。这也正如AODV中一样，如果要发送一个数据包的时候，如果此时在路由表中没有要到达的目的地址的路由项，那么将此数据包入队，并且开始路由请求阶段。下面我么将到NS2实现的aodv_rqueue.h/aodv_rqueue.cc这2个文件，是如何实现对数据包存储功能的。