ring_simulator

Bufferless Ring Network Interactive Simulator

交互式命令行工具，用于单步执行和可视化 bufferless ring 网络的 packet 传输过程。

构建

cd /home/readm/flow_sim
go build -o bin/ring_simulator ./cmd/ring_simulator/

运行

./bin/ring_simulator

使用方法

启动后会显示初始网络状态：

╔════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║     Bufferless Ring Network Interactive Simulator             ║
╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝

✅ Network initialized with 4 routers in a ring topology

╔═══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ Cycle 0  : Bufferless Ring Network                         ║
╚═══════════════════════════════════════════════════════════════╝

Ring Topology:

    R0[0/4]W0 ---- R1[0/4]W1
      ↓              ↓
    R3[0/4]W3 <--- R2[0/4]W2

Router Queues:
  R0: ringIn=[0/8] localIn=[0/8] ringOut=[0/8] localOut=[0/8]
  ...

可用命令：

新功能

🎨 变化高亮

• 默认开启，变化的值会用黄色高亮显示
• 帮助你快速识别状态变化
• 可通过 highlight off 关闭

📋 测试场景

快速加载预设的测试场景：

使用示例

🆕 快速开始：使用测试场景

最简单的方式：直接加载测试场景

simulator> scenarios          # 查看所有场景
simulator> scenario test1     # 加载Test1场景
simulator>                    # 按Enter单步观察
simulator>                    # 继续按Enter
# 变化的部分会用黄色高亮显示！

示例 1: 使用场景观察单包传输

simulator> scenario test1
📋 Loading scenario: Single Packet (1-hop)
   Worker0 → Worker1 single packet transmission
✅ Scenario loaded successfully

# 现在单步执行，观察高亮变化
simulator>                    # Cycle 1: localIn=[1/8] 变黄
simulator>                    # Cycle 2: link显示 -[1]- 变黄
simulator>                    # 持续观察...

示例 2: 观察反压场景

simulator> scenario test3
# Worker1的队列已被填满
simulator>                    # 单步观察packet无法ejected
simulator>                    # 继续观察packet在ring上循环

示例 3: 观察并发传输

simulator> scenario test4
# 两个packet同时注入
simulator>                    # 观察两个packet在不同link上传输
# 高亮会同时显示多处变化

示例 4: 手动单步执行观察 packet 传输（传统方式）

simulator> inject 0 1 test        # 从 Worker0 发送到 Worker1
✅ Injected packet: W0 → W1 (test)

simulator>                         # 按回车执行 cycle 1
# 看到 packet 在 localIn 队列

simulator>                         # 按回车执行 cycle 2
# 看到 packet 在 link 上传输 -[1]-

simulator>                         # 继续按回车
# ... 5 个 cycle 后 ...

simulator>                         # cycle 8
# 看到 packet 到达 R1 的 ringIn

simulator>                         # cycle 9
# 看到 packet 到达 Worker1 的 In 队列

示例 2: 观察多跳传输

simulator> inject 0 2              # Worker0 → Worker2 (需经过2跳)
simulator> run 20                  # 自动运行20个cycles
✅ Executed 20 cycles
# 查看 packet 如何经过 R0 → R1 → R2

示例 3: 观察并发传输

simulator> inject 0 1 pkt1
simulator> inject 2 3 pkt2
simulator>                         # 单步观察两个 packet 同时在 ring 上传输

示例 4: 观察反压和绕环

# 先填满 Worker1 的输入队列
simulator> inject 0 1 dummy1
simulator> inject 0 1 dummy2
simulator> inject 0 1 dummy3
simulator> run 5

# 再注入一个到 Worker1 的 packet
simulator> inject 0 1 blocked
# 单步观察这个 packet 因为 Worker1 busy 而在 ring 上循环

网络拓扑

4个 Router 组成环形拓扑:
Router0 → Router1 → Router2 → Router3 → Router0 (loop)

每个 Router 连接一个 Worker:
Router0 ↔ Worker0
Router1 ↔ Worker1
Router2 ↔ Worker2
Router3 ↔ Worker3

可视化符号说明

• R0[2/4]W0: Router0，buffer占用2/4，连接Worker0
• ----: 链路空闲
• -[1]-: 链路上有1个packet在传输
• [3/8]: 队列有3个packet，容量8
• ↓: 数据流向

网络参数

• Routers: 4个 (ID: 100-103)
• Workers: 4个 (ID: 0-3)
• Ring Latency: 5 cycles
• Router Buffer: 4 packets (仅用于local injection)
• Queue Size: 8 packets
• Bandwidth: 2 packets/cycle

关键观察点

1. Local Injection: 观察 packet 从 Worker 进入 Router 的 localIn 队列
2. Ring Transit: 观察 packet 在 link 上传输（latency=5 cycles）
3. Ejection: 观察 Router 识别目标并将 packet ejected 到 localOut
4. Circulation: 如果目标 Worker busy，packet 会在 ring 上循环
5. Buffer Usage: 观察 Router 的 injection buffer 何时被使用

提示

• 每次按 Enter 只前进1个 cycle，方便精确观察
• 使用 run <n> 快速跳过多个 cycles
• 注意 link 的 latency (5 cycles)，packet 传输需要时间
• 观察 buffer 占用变化，理解 bufferless ring 的工作原理