Implement of Traceroute in ns-3

在 ns-3 中实现 Traceroute 应用, 采用 Ipv4RawSocket(原始套接字) 和 ICMP 实现.

用法

由于没有学习 waf 编译软件, 所以没有制作为 ns-3 的模块.

将头文件放入 scratch 文件中, 在自己的仿真源文件中引入头文件. 使用方法和 ns-3 内置的应用基本类似, 具体如下:

Ptr<Traceroute> tr = CreateObject<Traceroute>();  // 创建应用
tr->Setup(dst_nodeid, dst_address);  // 设置目的节点和地址
src_node->AddApplication(tr);  // 向源节点中添加应用
tr->SetStartTime(Seconds(starttime));  // 设置应用开始时间

其中:

• dst_nodeid的类型为uint32_t
• dst_address的类型为Ipv4Address
• src_node的类型为Node
• starttime的类型为double

细节

• 发送的探测包为 ICMP ECHO 类型
• Traceroute 的测量跳数不超过 16
• 等待响应报文的时间为 1 秒, 超时时此跳地址表示为*.*.*.*
• 超时后不会对此跳再次发送探测报文, 即每一跳只发送一次报文
• 等待响应报文采用轮询机制, 每 0.1 秒查询一次, 共查询 10 次
• 测量跳数超过 16, 或者收到 ICMP REPLY 报文后应用停止, 并输出文件
• 输出的文件名为Traceroute-srcid-dstid.txt

注意

• 只支持IPv4协议
• 未遵循 ns-3 的代码格式规范
• 提取响应报文中的序号的时候, 如果序号大于10, 可能需要更改代码, 在函数Receive()中,
• 本人在测试过程中发现了 ns-3.25 中存在设置 TTL 的 bug(详细见这里 -- Using Ipv4RawSocket to change IpTtl doesn't work?), 可以用 patch 修复, 或者直接修改文件 ipv4-raw-socket-imple.cc 函数 SendTo() 中的设置TTL的代码为:

   if (IsManualIpTtl() && GetIpTtl() != 0 && !dst.IsMulticast() && !dst.IsBroadcast())
    {
       SocketIpTtlTag tag;
       tag.SetTtl(GetIpTtl());
       p->AddPacketTag(tag);
    }

• ns-3 中默认会屏蔽向原始套接字递交 ICMP 报文, 需要手动修改其源码, 在文件 ipv4-l3-lprotocol.cc 的 IpForward() 函数中, 将以下代码注释掉:

ipHeader.GetProtocol () != Icmpv4L4Protocol::PROT_NUMBER &&

• ns-3 中的原始套接字不会接收中间节点发送的 ICMP 报文, 需要修改源码, 在文件 ipv4-raw-socket-imple.cc 的 ForwardUp() 中, 将以下代码注释掉:

(m_dst == Ipv4Address::GetAny () || ipHeader.GetSource () == m_dst) &&