實(shí)驗(yàn)三分組交換仿真與解析中科大

姓名：學(xué)號(hào)：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模夯贛atlab平臺(tái)，熟悉simulink仿真原理，運(yùn)行分組交換仿真實(shí)例，理解通信過(guò)程中的交換過(guò)程，掌握通信中路由仿真的構(gòu)建和演示。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熟悉simulink原理四路分組交換仿真仿真實(shí)例解析三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：筆記本電腦、Matlab7.1開(kāi)發(fā)環(huán)境四、預(yù)備知識(shí)：Matlab基本操作simulink基本操作交換原理五、實(shí)驗(yàn)步驟：熟悉simulink和交換原理閱讀simulink相關(guān)講義，熟悉simulink建模庫(kù)、仿真操作流程，查看“通信庫(kù)”中各模塊定了解通信過(guò)程中的幾種基本交換原理，即：1）電話交換的過(guò)程：歷經(jīng)三個(gè)階段：呼叫建立、通話、呼叫釋放2）數(shù)據(jù)報(bào)文交換：基本原理：存儲(chǔ)--轉(zhuǎn)發(fā)。（沒(méi)有固定的電路連接）。將要發(fā)送的信息首先“打包”在交給交換機(jī)存儲(chǔ)（有空閑線路時(shí)）然后由交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達(dá)目的終端3）數(shù)據(jù)分組交換：基本原理：存儲(chǔ)--轉(zhuǎn)發(fā)，首先將報(bào)文分組（Packet），分組的長(zhǎng)度短、格式統(tǒng)一。在電路有空閑時(shí)，以“分組”為單位傳送。分組穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)互交換機(jī)的時(shí)間很短（ms級(jí)），滿足實(shí)時(shí)性要求。四路分組交換仿真1）。打開(kāi)Matlab，切換工作路徑為實(shí)驗(yàn)文檔所在文件夾；2）。打開(kāi)packetsimulation中的packet_switch.mdl文檔，觀察四路交換系統(tǒng)的模型構(gòu)成；3）。啟動(dòng)仿真，獲得四路輸入信號(hào)和輸出信號(hào)波形，觀察變化；仿真實(shí)例解析實(shí)驗(yàn)編程所得的分組交換仿真模塊如下圖圖-1：

Clock|riFIFOOutManagerPop尋何Stay—XgifQOut2|■^-XjStatus2]||FIFOOutManager#4Status■^XjStatus4||PacketContents:Clock|riFIFOOutManagerPop尋何Stay—XgifQOut2|■^-XjStatus2]||FIFOOutManager#4Status■^XjStatus4||PacketContents:9Totallength(>=5)DestinationSourceData{IntegefJLength-1)Data{IntEgerjLength)0[lnput_1]^>[lnput_2：i^>[1叩口七3]〉[lnput_4]gt1][Dest2][DestB][Des.t4]Input1Input2Input3Input4Output1Output2Output3Output4I[Tid<_Out1i>>IbumntyEventI—-*■LL>ClockmFIFOOut-Manager蒙*1SMU9E」」」」I[Tid<_Outgi>>|[PEStZ：bumntyEventI—-*■LL>ClockmFIFOOut-ManagerI[Ti改qtgiA>|[Dest3]pummyEventI—--旨Clock危FIFOOutMsnsgEfPopX-[[>est2]rdsnag&Tu[4x1]ME)[4xTE1fg腿F.坨tus項(xiàng)十HDii:Fifen.tatu海9FlfosStart.Popping-t5tU3_^>uSch&dulBr—XgifoOut4j圖-1的所表示的仿真模塊包括四路隨機(jī)發(fā)生器，一個(gè)4X4switch交換機(jī)，四組輸入隊(duì)列，四組輸出隊(duì)列其仿真結(jié)果的產(chǎn)出如下圖圖-2

一個(gè)輸入隊(duì)列，而且分別從輸入接口模塊inputl、input2、input3、input4輸入所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。從實(shí)驗(yàn)仿真的結(jié)果產(chǎn)出可知，inputl、input2、input3、input4所輸入的分組并不等同與outputl、output2、output3、output4所對(duì)應(yīng)的輸出分組，器原因不僅是隨機(jī)產(chǎn)生器產(chǎn)生事件的隨機(jī)性，更主要是報(bào)文的分組交換所決定的，比如，已與inputl所對(duì)應(yīng)的隨機(jī)發(fā)送器為例，當(dāng)隨機(jī)事件發(fā)生時(shí)，隨機(jī)發(fā)送器產(chǎn)生報(bào)文分組，從inputl輸入，分組經(jīng)過(guò)manager的先進(jìn)先出（FIFO）隊(duì)列，被交付到四路交換機(jī)（switch），此時(shí)交換機(jī)將采用“存僖-轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)來(lái)處理報(bào)文，即交換機(jī)首先會(huì)產(chǎn)看自己的緩存隊(duì)列是否有空閑區(qū)，若沒(méi)有，即溢出丟棄。若有，則有兩種情況：一種是隊(duì)列空，根據(jù)報(bào)文分組地址信息立即轉(zhuǎn)發(fā)，另一種情況是緩存中有其他待發(fā)送的分組，其到來(lái)的分組需在隊(duì)列中排隊(duì)，即短暫存儲(chǔ)，再發(fā)送，同時(shí)交換機(jī)還會(huì)根據(jù)不同的隊(duì)列滿空情況來(lái)選擇新到來(lái)的分組應(yīng)掛在哪個(gè)隊(duì)列，同時(shí)還會(huì)根據(jù)當(dāng)前的鏈路的的空閑狀況，選擇一條相對(duì)合理的路徑將作為報(bào)文分組的傳輸路徑，（盡管如此，但組穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)互交換機(jī)的時(shí)間很短（ms級(jí)），滿足實(shí)時(shí)性要求）因此，從inp