使用 NS3 和 std::thread 进行并行模拟

Question

我正在使用 NS3 框架来运行具有各种配置的 Wi-Fi 模拟。我想使用 std::thread 在一个进程中同时运行许多（数百个）模拟。

这是我的代码，部分配置已编辑：

void simulation(RateAdaptation    rate_adaptation,
                const bool        channel_fading,
                // In meters, between AP and station.
                const uint32_t    distance)
{
  ns3::SeedManager::SetSeed(++seed);

  ns3::NodeContainer station_node, ap_node;
  station_node.Create(1);
  ap_node.Create(1);

  ns3::YansWifiChannelHelper channel;
  channel.SetPropagationDelay("ns3::ConstantSpeedPropagationDelayModel");
  channel.AddPropagationLoss( "ns3::LogDistancePropagationLossModel");



  // About 130 lines of more configuration for the simulation and
  // function parameters.



  ns3::Simulator::Stop(ns3::Seconds(10.0));

  ns3::Ptr<ns3::FlowMonitor> flowmon;
  ns3::FlowMonitorHelper *flowmonHelper = new ns3::FlowMonitorHelper();
  flowmon = flowmonHelper->InstallAll();

  ns3::Simulator::Run();
  ns3::Simulator::Destroy();
  flow_output(flowmon, flowmonHelper);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  std::vector<std::thread> jobs;

  for (uint32_t i = 0; i < 20; ++i)
  {
    uint32_t varying_distance = 5*(i+1);

    jobs.push_back(std::thread(simulation,
                               RateAdaptation::Aarf,
                               false,
                               varying_distance));
  }

  for (auto it = jobs.begin(); it < jobs.end(); ++it)
  {
    it.join();
  }

  return 0;
}

当我只为作业中的一项作业运行此代码时，它运行良好，但对于任何更大的数字（比如两个），我会得到如下输出：

assert failed. cond="SystemThread::Equals (m_main)", msg="Simulator::ScheduleDestroy Thread-unsafe invocation!", file=../src/core/model/default-simulator-impl.cc, line=289
terminate called without an active exception
Command ['[redacted]'] terminated with signal SIGIOT. Run it under a debugger to get more information (./waf --run <program> --comm    and-template="gdb --args %s <args>").

确实在 Valgrind 中运行它会返回数百个问题。

两个问题：

• 是否有可能我做错了什么，NS3 应该支持这一点？
• 已知 NS3 不能并行运行多个模拟吗？

Answer 1

简短的回答：你不能用 ns-3 做到这一点。

长答案：使用多个进程而不是多个线程（ns-3 库维护不受多线程并发保护的全局状态）。

我建议使用 ns-3 python 包装器来轻松设置并行多处理作业。如果您想在默认跟踪设置之外执行跟踪，这可能不是一件容易的事（在这种情况下，您可能需要在 C++ 中进行自己的跟踪并在 python 中进行拓扑设置）

Answer 2

我的解决方法是注释掉 default-simulator-impl.cc 中的 2 个断言检查，然后新线程运行良好：

DefaultSimulatorImpl::Schedule (Time const &delay, EventImpl *event) {

// NS_ASSERT_MSG (SystemThread::Equals (m_main), "Simulator::Schedule Thread-unsafe invocation!"); // 第 231 行 ... }

DefaultSimulatorImpl::ScheduleNow {

// NS_ASSERT_MSG (SystemThread::Equals (m_main), "Simulator::ScheduleNow 线程不安全调用！"); // 第 284 行 ... }

然后运行 ​​valgring 以验证潜在的种族/内存问题。