NS3学习——tcpNewReno算法代码详解（1）-CSDN博客

目录

二、详解 

4.TCP NewReno的注册和构造部分

5. TcpNewReno慢启动算法

6. TcpNewReno拥塞避免算法

7.IncreaseWindow函数的实现

8.其他成员函数的实现

8.1 GetName函数

8.2 GetSsThresh函数

8.3 Fork函数

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二、详解 

4.TCP NewReno的注册和构造部分

// RENONS_OBJECT_ENSURE_REGISTERED (TcpNewReno); //宏定义 确保TcpNewReno类在NS-3的系统中注册TypeId
TcpNewReno::GetTypeId (void)
{static TypeId tid = TypeId ("ns3::TcpNewReno").SetParent<TcpCongestionOps> ().SetGroupName ("Internet").AddConstructor<TcpNewReno> ();return tid;
}

• 方法创建一个TypeId对象，名为tid，其值为"ns3::TcpNewReno"；方法返回TcpNewReno类的TypeId；
• .AddConstructor<TcpNewReno> ()：添加一个构造函数AddConstructor<TcpNewReno>()，NS-3系统可以通过这个构造函数创建TcpNewReno类的实例。

 构造函数和析构函数：

TcpNewReno::TcpNewReno (void) : TcpCongestionOps ()
{//这是TcpNewReno类的默认构造函数。它调用基类TcpCongestionOps的默认构造函数，NS_LOG_FUNCTION (this);
} //记录日志，记录构造函数的调用。TcpNewReno::TcpNewReno (const TcpNewReno& sock): TcpCongestionOps (sock)
{NS_LOG_FUNCTION (this);
}TcpNewReno::~TcpNewReno (void)
{//TcpNewReno类的析构函数。
}
//如果类中有动态分配的资源或其他需要清理的资源，它们将在这里被释放。

TcpNewReno::TcpNewReno (const TcpNewReno& sock): TcpCongestionOps (sock)：

TcpNewReno类的复制构造函数。它接受一个TcpNewReno对象作为参数，并调用基类TcpCongestionOps的复制构造函数来复制基类部分的状态。同样，它也记录了日志。

 以上代码展示了如何在NS-3中注册一个类，并定义其构造函数和析构函数。

5. TcpNewReno慢启动算法

uint32_t
TcpNewReno::SlowStart (Ptr<TcpSocketState> tcb, uint32_t segmentsAcked)
{NS_LOG_FUNCTION (this << tcb << segmentsAcked);if (segmentsAcked >= 1){tcb->m_cWnd += tcb->m_segmentSize;NS_LOG_INFO ("In SlowStart, updated to cwnd " << tcb->m_cWnd << " ssthresh " << tcb->m_ssThresh);return segmentsAcked - 1;}return 0;
}

• 函数体：如果ack确认数 >=1，表示至少有一个段被确认，那么拥塞窗口的值增加一个段大小（m_segmentSize）；
• 参数：Ptr<TcpSocketState> tcb，指向TCP套接字状态的智能指针；uint32_t segmentsAcked，表示收到的ACK确认的段数。
• 同时在日志中更新拥塞窗口和慢开始门限的值；
• 返回segmentsAcked - 1：表示已经处理了一个段的确认，剩余的segmentsAcked - 1个段的确认将不会被用于增加cwnd。
• 返回0：如果segmentsAcked小于1，表示没有段被确认，因此不增加cwnd，函数返回0。

6. TcpNewReno拥塞避免算法

void
TcpNewReno::CongestionAvoidance (Ptr<TcpSocketState> tcb, uint32_t segmentsAcked)
{NS_LOG_FUNCTION (this << tcb << segmentsAcked);if (segmentsAcked > 0){double adder = static_cast<double> (tcb->m_segmentSize * tcb->m_segmentSize) / tcb->m_cWnd.Get ();adder = std::max (1.0, adder);tcb->m_cWnd += static_cast<uint32_t> (adder);NS_LOG_INFO ("In CongAvoid, updated to cwnd " << tcb->m_cWnd <<" ssthresh " << tcb->m_ssThresh);}
}

• 函数名：CongestionAvoidance，TcpNewReno类的成员函数；
• 参数：Ptr<TcpSocketState> tcb，指向TCP套接字状态的智能指针；uint32_t segmentsAcked，表示收到的ACK确认的段数。
• 使用NS-3的日志系统记录函数的调用，包括this指针、tcb和segmentsAcked的值。

拥塞避免逻辑：

if (segmentsAcked > 0){double adder = static_cast<double> (tcb->m_segmentSize * tcb->m_segmentSize) / tcb->m_cWnd.Get ();adder = std::max (1.0, adder);tcb->m_cWnd += static_cast<uint32_t> (adder);NS_LOG_INFO ("In CongAvoid, updated to cwnd " << tcb->m_cWnd <<" ssthresh " << tcb->m_ssThresh);}

• 如果segmentsAcked大于0，表示至少有一个段被确认，那么进入拥塞避免阶段的逻辑。
• 计算增加量adder，这是基于当前的段大小（m_segmentSize）和拥塞窗口（m_cWnd）来计算的。公式为：adder = (m_segmentSize * m_segmentSize) / m_cWnd。这个公式的目的是逐渐增加cwnd，而不是像慢启动阶段那样快速增加。
• 使用std::max(1.0, adder)确保adder至少为1.0，这意味着即使计算出的增加量小于1，也会至少增加1个MSS。
• 更新拥塞窗口m_cWnd，增加计算出的adder值。
• 记录日志信息，显示更新后的cwnd和ssthresh值。

7.IncreaseWindow函数的实现

void
TcpNewReno::IncreaseWindow (Ptr<TcpSocketState> tcb, uint32_t segmentsAcked)
{NS_LOG_FUNCTION (this << tcb << segmentsAcked);if (tcb->m_cWnd < tcb->m_ssThresh){segmentsAcked = SlowStart (tcb, segmentsAcked);}if (tcb->m_cWnd >= tcb->m_ssThresh){CongestionAvoidance (tcb, segmentsAcked);}

函数逻辑：

if (tcb->m_cWnd < tcb->m_ssThresh)
{segmentsAcked = SlowStart (tcb, segmentsAcked);
}

如果当前的拥塞窗口m_cWnd小于慢启动阈值m_ssThresh，则调用SlowStart函数来处理窗口增加。在慢启动阶段，每当收到一个ACK，cwnd会增加一个MSS。

if (tcb->m_cWnd >= tcb->m_ssThresh)
{CongestionAvoidance (tcb, segmentsAcked);
}

如果当前的拥塞窗口m_cWnd大于或等于慢启动阈值m_ssThresh，则调用CongestionAvoidance函数来处理窗口增加。在拥塞避免阶段，cwnd的增加速率会减慢，通常是每收到一个ACK增加MSS的1/cwnd。

8.其他成员函数的实现

8.1 GetName函数

std::string
TcpNewReno::GetName () const
{return "TcpNewReno";
}

返回拥塞控制算法的名称，即"TcpNewReno"。这通常用于日志记录、调试或者在模拟器配置中标识使用的具体拥塞控制算法。

8.2 GetSsThresh函数

uint32_t
TcpNewReno::GetSsThresh (Ptr<const TcpSocketState> state,uint32_t bytesInFlight)
{NS_LOG_FUNCTION (this << state << bytesInFlight);return std::max (2 * state->m_segmentSize, bytesInFlight / 2);
}

• 函数：计算并返回慢启动阈值（ssthresh）
• 参数：state,指向TCP连接状态的智能指针；bytesInFlight，表示当前在网络中未被确认的数据量。
• 返回值：是2 * state->m_segmentSize和bytesInFlight / 2中的较大值。这意味着ssthresh至少是两个段的大小，但也可以根据当前飞行中的字节量调整。

8.3 Fork函数

Ptr<TcpCongestionOps>
TcpNewReno::Fork ()
{return CopyObject<TcpNewReno> (this);
}} // namespace ns3

• 用于创建TcpNewReno对象的副本。在NS-3中，Fork方法通常被用来复制拥塞控制算法的状态，以便在创建新的TCP连接时使用。
• CopyObject<TcpNewReno>(this)调用了NS-3的复制构造函数来创建当前对象的一个副本，并返回这个副本的智能指针。