NS-3的日志系统

最新推荐文章于 2023-07-16 17:26:01 发布

piyajee

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分类专栏： NS-3 文章标签：脚本 shell function compilation attributes debugging

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原文地址：http://hi.baidu.com/czlaner/blog/item/2d19b1888f6cdf93a4c272d3.html

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NS-3日志子系统的提供了各种查看仿真结果的渠道：
一、使用Logging Module
0、【预备知识】日志级别及其对应的宏
NS-3提供了若干个日志级别来满足不同的Debug需求，每一级的日志内容都涵盖了低一级的内容。这些级别对应的宏从低到高排列为：
　　*NS_LOG_ERROR — Log error messages;
　　*NS_LOG_WARN — Log warning messages;
　　*NS_LOG_DEBUG — Log relatively rare, ad-hoc debugging messages;
　　*NS_LOG_INFO — Log informational messages about program progress;
　　*NS_LOG_FUNCTION — Log a message describing each function called;
　　*NS_LOG_LOGIC — Log messages describing logical flow within a function;
　　*NS_LOG_ALL — Log everything.
　　*NS_LOG_UNCOND — 无条件输出

方式1、通过设置shell环境变量NS_LOG使用日志系统
　1.1）首先，定义好一个日志模块：
　　可以在脚本中使用宏NS_LOG_COMPONENT_DEFINE(name)定义一个日志模块。（注意，为了使用宏NS_LOG(name, level)来输出这个模块所定义的内容，这个定义语句必须写在每个脚本文件的开始。宏NS_LOG将在方式2中进行介绍。）
　　也有一些日志模块是内置的，比如上文的名为“UdpEchoClientApplication”“UdpEchoServerApplication”的模块就是UdpEcho应用程序内置的日志模块，只要使用了相应的类，就可以启用相应的日志模块。
　1.2）在shell中通过设置环境变量NS_LOG，来控制仿真输出级别：
　　$~/ns-3.2.1 > export NS_LOG = '<日志模块名称> =level_all | prefix_func | prefix_time'
　　　*level_all表示启用所有级别（=error | warn | debug | info | function | logic）
　　　*prefix_func表示记录输出该消息的函数
　　　*prefix_time表示加上时间前缀
　　$~/ns-3.2.1 > export NS_LOG = '<日志模块名称1>=level_all : <日志模块名称2>=info'
　　　*符号:隔开两个不同的日志模块
　　$~/ns-3.2.1 > export NS_LOG = * = level_all
　　　*符号*作为通配符。上行命令表示启用所有可用模块的所有日志级别。
　　　*这一般会形成大量的数据，此时可以使用shell的输出重定向保存日志到文件里面：
　　　　$~/ns-3.2.1 > ./waf --run scratch/example >& log.out

方式2、通过在脚本里使用宏NS_LOG调用日志模块
　2.0）宏NS_LOG(level, msg)用于定义对应level的输出内容；为了方便使用，系统预定义了各个级别的NS_LOG宏NS_LOG_ERROR等（参见【预备知识】）：
　　#define NS_LOG_ERROR(msg) NS_LOG(ns3::LOG_ERROR, msg)
　2.1）如上文，在脚本里使用宏NS_LOG_COMPONENT_DEFINE(name)定义一个日志模块；
　2.2）使用宏LogComponentEnable(name, level)启用日志（对应地，有宏LogComponentDisable(name, level)用于禁用日志）；
　2.3）使用【预备知识】里定义的各种级别的宏输出内容，注意程序只会输出低于等于已经启用的level的宏内容。
　　NS_LOG_COMPONENT_DEFINE("Example");
　　LogComponentEnable("Example", LOG_LEVEL_INFO); 　　//等价于shell中：export NS_LOG = 'Example=info'
　　NS_LOG_WARN("Message:level_warn");
　　NS_LOG_INFO("Message:level_info");
　　NS_LOG_LOGIC("Message:level_logic");
　　　//由于我们启用的日志level是INFO，因此编译运行后，程序会输出低于和等于INFO级别的内容，而高于INFO级别的宏内容不会被输出
　　　//即，Message:level_warn和Message:level_info会被输出，而Message:level_logic不会被输出

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二、使用Command Line参数
仿真一般是为了收集各种不同条件下的数据，常常需要改变一些变量。NS-3提供了Command Line参数接口，可以在运行时对脚本中的变量进行设置，免去了每次更改变量后要重新编译的麻烦。（相当于在运行前进行变量的scanf/cin操作，但因为有默认值，CLI更灵活一些。）
1、在脚本中添加语句
int main (int argc, char *argv[])
{
　　...
　　CommandLine cmd;
　　cmd.Parse (argc, argv);　　//将命令行输入的参数作为类CommandLine的参数进行分析
　　...
}
　　这样可以在shell中使用某些附加参数如PrintHelp：
　　　$~/ns-3.2.1 > ./waf --run "scratch/example --PrintHelp"
　　这条命令将会列出example当前可用的命令参数：
　　　Entering directory '/home/craigdo/repos/ns-3-dev/build'
　　　Compilation finished successfully
　　　--PrintHelp: Print this help message.
　　　--PrintGroups: Print the list of groups.
　　　--PrintTypeIds: Print all TypeIds.
　　　--PrintGroup=[group]: Print all TypeIds of group.
　　　--PrintAttributes=[typeid]: Print all attributes of typeid.
　　　--PrintGlobals: Print the list of globals.
　　从输出中（倒数第二行）我们知道可以打印某些类的属性：
　　　$~/ns-3.2.1 > ./waf --run "scratch/example --PrintAttributes=ns3::PointToPointNetDevice"
　　这条命令将会列出类型为PointToPointNetDevice的设备的属性：
　　　--ns3::PointToPointNetDevice::DataRate=[32768bps]:
　　　The default data rate for point to point links
　　知道了属性名称，我们也可以使用命令更改这个属性：
　　　$~/ns-3.2.1 > ./waf --run "scratch/example --ns3::PointToPointNetDevice::DataRate=5Mbps"

2、使用CommandLine::AddValue添加自己的变量，使之成为CommandLine可以使用的参数
　　　CommandLine cmd;
　　　cmd.AddValue("nPackets", "Number of packets to echo", nPackets);　　　//（属性名称，属性说明，变量）
　　　cmd.Parse(argc, argv);
　　这样在shell中我们可以在命令中更改这个属性：
　　　$~/ns-3.2.1 > ./waf --run "scratch/example --nPackets=2"

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三、使用Tracing System
1、启用ASCII Tracing
　　NS-3提供了类似NS-2的日志输出（*.tr文件），记录系统中的动作。在Simulator::Run()之前添加语句：
　　　#include <fstream>
　　　...
　　　std::ofstream ascii;
　　　ascii.open ("example.tr");
　　　PointToPointHelper::EnableAsciiAll (ascii);
　　则运行后我们可以在example.tr文件中看到系统的日志（使用ASCII文本阅读器即可），其中每一行都是以+/-/d/r开头的：
　　　+: An enqueue operation occurred on the device queue;
　　　-: A dequeue operation occurred on the device queue;
　　　d: A packet was dropped, typically because the queue was full;
　　　r: A packet was received by the net device.
　　例如我们可以看到文件中的第一行（为了说明方便，这里分段编号显示），显示了一个入队操作：
　　　00 +
　　　01 2
　　　02 /NodeList/0/DeviceList/0/$ns3::PointToPointNetDevice/TxQueue/Enqueue
　　　03 ns3::PppHeader (
　　　04 　Point-to-Point Protocol: IP (0x0021))
　　　05 　ns3::Ipv4Header (
　　　06 　　tos 0x0 ttl 64 id 0 offset 0 flags [none]
　　　07 　　length: 1052 10.1.1.1 > 10.1.1.2)
　　　08 　　ns3::UdpHeader (
　　　09 　　　length: 1032 49153 > 9)
　　　10 　　　Payload (size=1024)
　　其中编号为02的部分显示了发生操作的路径：根/NodeList是NS-3维护的所有节点列表，因此/NodeList/0表示编号为0的节点；随后的/DeviceList/0表示在该节点上的编号为0的NetDivece（比如网卡）；接下来的$ns3::PointToPointNetDevice指明了该NetDivece的类型；最后的TxQueue/Enqueue表示在传送队列上发生了入队操作，也就是行开头的+所表现的意义。

2、启用PCAP Tracing
　　NS-3也可以生成*.pcap文件，从而可以使用诸如Wireshark、tcpdump（前文NS-3入门[1]概念引入介绍过）等工具进行分析。
　2.1）在脚本Simulator::Run()之前添加语句：
　　　PointToPointHelper::EnablePcapAll ("example");
　　这个语句将会产生若干*.pcap文件，命名为example-<Node编号>-<NetDevice编号>.pcap，分别记录每个设备的日志。也可以使用语句***Helper::EnablePcap (filename, NodeId, DeviceId)来只产生特定设备的pcap文件：
　　　PointToPointHelper::EnablePcap ("example", p2pNodes.Get (0)->GetId (), 0);　　//只产生example-0-0.pcap文件
　2.2）使用tcpdump在命令行阅读pcap文件：
　　　~/ns-3.2.1 > tcpdump -r example-0-0.pcap -nn -tt
　　　reading from file second-0-0.pcap, link-type PPP (PPP)
　　　2.000000 IP 10.1.1.1.49153 > 10.1.2.4.9: UDP, length 1024
　　　2.007382 IP 10.1.2.4.9 > 10.1.1.1.49153: UDP, length 1024
　2.3）使用Wireshark等软件打开pcap文件。