数据链路层协议的设计与实现Word文档格式.docx

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停等式ARQ协议：

Client:

1）置SN=0；

2）收到数据,将SN分配给该数据,如果没有收到,则等待；

3）存于要发送的数据帧中,发送给server；

4）如果从server收到确认帧,且RN>

SN,则SN加1〔模2,返回2；

如果收到NAK或RN=SN,则返回3,重传数据。

Server：

1）置RN=0；

2）从client收到一个SN=RN的帧,进行CRC校验检查,无错后输出,并置RN加1、发送ACK帧；

否则发送NAK帧,请求重发。

2、C语言程序代码：

客户端Client:

//***********************client.c*****************************

#include<

winsock.h>

//WINSOCKAPI的头文件,需要包含在项目中

#pragmacomment<

lib,"

ws2_32.lib"

//WINSOCKAPI连接库文件

stdio.h>

string.h>

interr;

SOCKETsock;

//用于服务器监听的Socket

SOCKADDR_INaddrSrv;

//服务端地址

unsignedcharsendBuf[100];

//发送缓存

charserverIp[20];

//客户端ip地址

intsocklen=sizeof<

SOCKADDR_IN>

;

//Socket的地址值的长度

intcf_len=sizeof<

structsockaddr>

structdataFrame//数据帧

{

intseq;

//分段消息的序号

intSN;

//发送序号

unsignedintdata[100];

intmsglen;

//字符长度,采用长度计数的组帧技术

};

structconFrame//控制帧

intRN;

//接收序号

chartype[3];

//表明帧的类型:

SYN同步、EOT送毕、ACK确认应答、NCK否定应答

structdataFramedframe;

structconFramecframe;

//************************初始化******************************

voidinitialization<

{

WORDwVersionRequested;

WSADATAwsaData;

wVersionRequested=MAKEWORD<

1,1>

//WinSocket1.1版本

err=WSAStartup<

wVersionRequested,&

wsaData>

//wsaData用来存储系统传回的关于WinSocket的资料

if<

LOBYTE<

wsaData.wVersion>

=1||HIBYTE<

=1>

WSACleanup<

}

return;

}

//************************计算CRC-16******************************

//基于32位系统,int型长度为4字节,CRC-16的生成多项式为g<

=D^16+D^15+D^2+1

voidcaculate_crc16<

unsignedchar*msg,intlenth,unsignedint*crc>

unsignedintdata=0;

inti,j;

//chars[32];

//用于测试时显示二进制码

for<

i=0;

lenth;

i++,crc++,msg++>

data=<

int>

*msg;

//itoa<

data,s,2>

//把整数转为二进制码

//printf<

第%d字的二进制码：

%s\n"

i+1,s>

//test

*crc=data<

16;

j=0;

j++>

{

if<

data&

0x8000>

data<

0xffff;

data=data^0x8005;

}

elsedata=<

*crc=*crc|data;

//把校验位放在信息元后面,存在一个int变量中

*crc,s,2>

加上CRC校验位后的二进制码：

//************************发送数据帧******************************

voidSendFrame<

//建立socket,SOCK_DGRAM为使用不连续不可靠的数据包连接

sock=socket<

AF_INET,SOCK_DGRAM,0>

sock==-1>

printf<

Buildingasocketfailed.\n"

inputserver'

sIP:

scanf<

%s"

serverIp>

//输入服务器ip

addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr<

serverIp>

//设置服务器地址

addrSrv.sin_family=AF_INET;

addrSrv.sin_port=htons<

6000>

//设置服务器端口号

strcpy<

cframe.type,"

SYN"

cframe.RN=0;

//发送同步消息

sendto<

sock,<

char*>

cframe,sizeof<

cframe>

+1,0,<

SOCKADDR*>

addrSrv,socklen>

----------------------------------------------\n"

dframe.seq=0;

while<

memset<

sendBuf,0,sizeof<

sendBuf>

//清空缓冲区

Inputthemessage:

//输入message,若输入exit则停止发送

scanf<

sendBuf>

strcmp<

sendBuf,"

exit"

==0>

//当客户端要断开连接时,给服务器发送EOT送毕控制帧

strcpy<

EOT"

//发送EOT消息

sendto<

SOCKADDR*>

------------------closesocket!

-----------------\n"

break;

dframe.seq++;

dframe.SN=dframe.seq%2;

dframe.msglen=strlen<

caculate_crc16<

sendBuf,dframe.msglen,dframe.data>

//发送消息

dframe,sizeof<

structdataFrame>

0,<

recvfrom<

structconFrame>

addrSrv,&

cf_len>

//接受来自服务器的应答帧

cframe.type,"

ACK"

//如果收到ACK应答指令,则发送下一个message

cframe.RN!

=dframe.SN>

--------messageisdeliveredsuccessfully.----------\n"

}elseif<

NAK"

cframe.RN==dframe.SN>

--------messageredeliverring.----------\n"

structdataFrame>

//重发该消息

closesocket<

sock>

//关闭连接

voidmain<

initialization<

//初始化阶段,若返回值err=0,则表示初始化成功

err>

Initializationfalied.\n"

exit<

SendFrame<

//**********************endofprogram************************

服务器Server：

//***********************server.c*****************************

SOCKADDR_INaddrClient;

//客户端地址

unsignedcharrecvBuf[100];

//接受缓存

//实际存储在recvBuf的地址的长度

interr;

//************************绑定端口******************************

voidbindport<

addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl<

INADDR_ANY>

//设置服务器地址,INADDR_ANY表示使用自己的IP地址

//设定端口为6000

err=bind<

LPSOCKADDR>

addrSrv,sizeof<

SOCKADDR>

//**********************CRC校验**************************

voidcheckout<

unsignedint*pdata,intlenth>

unsignedinttemp;

unsignedintdata;

unsignedchar*msg=recvBuf;

//*msg指向recvBuf的首地址

//unsignedchars[32];

i++,msg++>

data=*pdata;

temp=<

0xff0000>

//将校验位清零,使信息位移到低8位

*msg=temp;

//把整数转为二进制码//test

收到的二进制码：

//有16位校验元,故循环操作16次,使得到Remainder[R<

]

0x800000>

0xffffff;

data=data^0x800500;

data==0>

//若Remainder[R<

]=0,表示接收序列无误

else{

]！

=0,表示接收序列有误

pdata++;

return;

//**********************发送及接受消息**************************

voidRecvFrame<

--------------------serverwaitting.--------------------\n"

addrClient,&

//接受来自客户端的同步帧

---------connectwith%s.-------\n"

inet_ntoa<

addrClient.sin_addr>

cf_len=sizeof<

recvBuf,0,sizeof<

recvBuf>

//清空接收缓冲区

err=recvfrom<

//接受来自客户端的数据帧

err==9>

//当客户端关闭socket时,发送过来的数据会使err=9,则服务器也关闭socket

---------clientclosethesocket!

-------\n"

checkout<

dframe.data,dframe.msglen>

//调用checkout<

函数,CRC检验接收消息是否正确

client:

recvBuf>

---------messageiscorrect!

cframe.RN=<

dframe.SN+1>

%2;

elseif<

cframe.RN=dframe.SN;

----------messageiswrong!

addrClient,socklen>

//发送ACK帧或NAK帧

--------------------Theend!

------------------\n"

err!

=0>

Intializationfailed.\n"

sock=socket<

//建立socket,SOCK_DGRAM为使用不连续不可靠的数据包连接

bindport<

//绑定端口

Bindingasocketfailed.\n"

RecvFrame<

//接受客户端发送数据

3、实验结果

测试1：

在没有传输错误情况下,在dos界面显示的传递内容的二进制码和CRC校验码

222.25.162.196,发送数据"

yl"

显示"

messageisdeliveredsuccessfully"

后关闭连接。

Server:

222.25.162.196,收到数据"

与上图对比,码字正确,则正确输出数据。

测试2：

在传输出错情况下,在dos界面显示传递内容的二进制码和CRC校验码

Client：

222.25.162.196,发送数据"

传输出错收到NAK后重传数据。

222.25.162.196,与上图的二进制码对比发现,第2个码字最后1一位出错,

程序显示"

messageiswrong"

然后等待客户端重传。

通信测试：

在dos界面进行通信,但隐藏了二进制码、校验码,实现的是数据的透明传输。

222.25.162.196

分析：

从上面两图可以看出,服务端和客户端可以实现通畅且准确无误的通信,基本能够实现预期功能。

五、实验心得

通过本次实验,对数据链路层中数据帧的传输和CRC校验有了更深的了解,不仅仅是停留在书本的理论上了,而且自己对网络编程也有了更大的兴趣。

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