ndnSIM仿真平台使用之拓扑生成器Brite介绍

本文参考Brite官网提供的用户手册，介绍拓扑生成器Brite的安装与使用，并提供一个简单的Python脚本将生成的拓扑文件转为ndnSIM可读取的文件。

版本信息如下：

Brite：Brite2.1
jdk：1.8.0_151

安装

下载

Brite官网：http://www.cs.bu.edu/brite

注意到Brite有C++和Java两种版本，前者不支持GUI可视化界面，所以一般使用Java版本。

安装

下载完成后将压缩包移动到用户根目录下并解压，得到BRITE文件夹：

~$ sudo cp ~/下载/BRITE.tar.gz ~
~$ gunzip BRITE.tar.gz
~$ tar xvf BRITE.tar

进入BRITE目录，编译并运行：

~$ cd BRITE
~/BRITE$ make java
~/BRITE$ ./brite

这里需要系统有Java环境，关于如何在Ubuntu中安装Java网上有大量的参考文档。本文用的是jdk1.8.0，其他版本未测试，Oracle官网下载可能比较慢，可以去国内镜像网站中下载，比如华为的jdk镜像https://repo.huaweicloud.com/java/jdk/。

然后就可看到Brite的应用界面：

使用

Brite可生成的拓扑类型（Topology Type）有四种：

1 Level: AS ONLY
1 Level: ROUTER(IP) ONLY
2 Level: TOP-DOWN
2 Level: BOTTOM-UP

我们只需要选择第二种ROUTER(IP) ONLY。在下方的参数设置里（Router Topology Parameters）也有很多可选参数，我们用到的是HS、LS和N，其中HS表示拓扑平面一侧的大小（与ndnSIM拓扑格式中节点的坐标有关），LS表示拓扑平面一侧对应面积的大小，N表示节点总数，N<HS*LS。其他参数选择默认值即可，具体含义如下：

Parameter	Meaning	Values
HS	Size of one side of the plane	int ≥ 1
LS	Size of one side of a high-level square	int ≥ 1
N	Number of nodes	int 1 ≤ N ≤ HS*HS
Model	model id	int ≥ 1
alpha	Waxman-specific exponent	0 ＜ α ＜ 1; α ∈ R
beta	Waxman-specific exponent	0 ＜ β ＜ 1; β ∈ R
Node Placement	how nodes are placed in the plane	1: Random, 2: HT
m	Number of links per new node	int ≥ 1
Growth Type	how nodes join the topology	1: Incremental, 2: Random
BWdist	bandwidth assignment to links	1: Const, 2: Unif, 3: Exp, 4: HT
MaxBW, MinBW	min, max link bandwidth values	float ＞ 0

比如我们设置HS=100、LS=10、N=500，输入Location为test，选择Formats为BTITE，然后点击Build Topology，在BRITE目录里会生成test.brite文件，即拓扑文件，内容如下：

节点：

链路：

导出文件格式

Brite导出的文件格式如下：

节点格式：

Field	Meaning
NodeId	Unique id for each node
xpos	x-axis coordinate in the plane
ypos	y-axis coordinate in the plane
indegree	Indegree of the node
outdegree	Outdegree of the node
ASid	id of the AS this node belongs to (if hierarchical)
type	Type assigned to the node (e.g. router, AS)

链路格式：

Field	Meaning
EdgeId	Unique id for each edge
from	node id of source
to	node id of destination
length	Euclidean length
delay	propagation delay
bandwidth	bandwidth (assigned by AssignBW method)
ASfrom	if hierarchical topology, AS id of source node
ASto	if hierarchical topology, AS id of destination node
type	Type assigned to the edge by classification routine

而ndnSIM中拓扑文件的格式为：

router
# node  comment     yPos    xPos
...

link
# srcNode   dstNode     bandwidth   metric  delay   queue
...

因此我们需要进一步转换。有两种转换方式，一种是将test.brite文件的内容复制到excel表格中然后手动调整，另一种是编写脚本自动调整。此处需要注意的是：（1）Brite拓扑文件中节点的xy坐标与ndnSIM拓扑文件中节点的xy坐标是相反的；（2）一般情况下我们只需要用到Brite生成拓扑的结构，链路信息可以在转换过程中再次指定，比如ndnSIM拓扑文件中链路的bandwidth、metric、delay和queue的信息可以最后统一设置。此处我们提供一个简单的Python转换脚本，将此文件放入BRITE目录中然后运行，可以得到适用于ndnSIM的拓扑文件test.txt。

import sys

if __name__ == "__main__":
    bandwidth = "10Mbps"
    metric = "1"
    delay = "10ms"
    queue = "20"

    f_in = open("test.brite","r")
    line = f_in.readline()

    routers = []
    links = []

    routers_start = False
    links_start = False

    while line:
        if line != "\n":
            if "Nodes:" in line:
                routers_start = True
                links_start = False
            elif "Edges:" in line:
                routers_start = False
                links_start = True
            elif routers_start and not links_start:
                items = line.split("\t")
                routers.append(items[0]+"\tNA\t"+items[2]+"\t"+items[1]+"\n")
            elif not routers_start and links_start:
                items = line.split("\t")
                links.append(items[1]+"\t"+items[2]+"\t"+bandwidth
                             +"\t"+metric+"\t"+delay+"\t"+queue+"\n")                
        line = f_in.readline()
    f_in.close()

    f_out = open("test.txt","w")
    f_out.write("router\n")
    f_out.writelines(routers)
    f_out.write("\nlink\n")
    f_out.writelines(links)
    f_out.close()

最后，关于使用Brite生成更复杂的网络拓扑，可参照官网的用户手册http://www.cs.bu.edu/brite/docs.html。

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