433X1《计算机网络原理》实验指导书Word格式文档下载.docx
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三、实验要求：
1．按照实验内容和步骤完成各个实验；
2．在实验报告中要有详细地实验步骤以及结果；
3.按时上交实验报告。
四、实验步骤
1．工程创建
在VC6中新建一个新工程，选择：
Win32ConsoleApplication，输入工程名。
具体方法：
启动VC6.0，单击【File】->
【New】，如图1所示；
图1
（1）服务器端创建：
然后在【新建工程】的对话框中的【Projects】选项卡中选择：
Win32ConsoleApplication，输入一个工程名及保存路径，点击【确定】，如图2所示；
图2
（2）客户端创建：
在【新建工程】的对话框中的【Projects】选项卡中选择：
MFCAppWizard[exe]，输入一个工程名及保存路径，点击【确定】，选择“单文档模式”，完后确定完成，如图3所示，完成后新建一个主界面窗体，如图4所示。
图3
图4
2．Winsock初始化
在Windows环境下进行网络程序设计时，所有的Winsock函数都是从ws2_32.dll导出的，我们可以通过#pragmacomment（lib,"
ws2_32.lib"
）语句链接到该库文件。
但在使用Winsock函数之前还必须调用WSAStartup函数对库资源进行初始化工作，使用完毕后，在退出程序之前，我们还必须调用WSACleanup函数来释放库资源。
为了便于程序的设计，我们先设计一个CInitSock类来管理WinSock库。
在工程中添加新类的过程步骤如下：
1）在VC6.0环境中点击【insert】->
【newaclass】菜单；
2）在弹出的对话框中，选定classtype为GenericClass，在Name输入框中输入类的名称CInitSock，然后点击确定即可。
在InitSock.h和InitSock.cpp添加代码，详细代码如下所示。
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//initSock.h//
#if!
defined（AFX_INITSOCK_H__70EFFE09_9598_4C98_A067_29100702ACE8__INCLUDED_）
#defineAFX_INITSOCK_H__70EFFE09_9598_4C98_A067_29100702ACE8__INCLUDED_
#if_MSC_VER>
1000
#pragmaonce
#endif//_MSC_VER>
#pragmacomment（lib,"
）
#include"
winsock2.h"
classCInitSock
{
public:
CInitSock（）;
virtual~CInitSock（）;
};
#endif//!
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
//InitSock.cpp:
implementationoftheCInitSockclass.//
InitSock.h"
//Construction/Destruction
CInitSock:
:
CInitSock（）
WSADATAwsaData;
WORDsockVersion=MAKEWORD（2,2）;
if（:
WSAStartup（sockVersion,&
wsaData）!
=0）
exit（0）;
}
~CInitSock（）
:
WSACleanup（）;
然后在工程中新建一个.cpp的源文件，在这个源文件中填写主函数代码，并且在这个.cpp源文件的开始部分包含如下头文件：
”initSock.h”和”stdio.h”，还申明一个CInitSock类对象，具体代码可如下所示：
stdio.h"
CInitSockinitSock;
//初始化Winsock库，对库资源进行初始化工作，释放资源
3.编程模式
（1）服务器端：
函数具体说明请参考MSDN或者讲义或者教材。
1）创建socket
Socket函数的原型为：
SOCKETsocket（intfamily,inttype,intprotocol）;
创建一个流式套接字可以如下所示：
SOCKET_socket=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
创建一个数据报式套接字可以如下所示：
SOCKET_socket=socket（AF_INET,SOCK_DGRAM,0）;
注：
在面向TCP的应用中我们应该创建一个流式套接字。
2）绑定bind
bind函数的原型：
intbind（SOCKETsockfd,conststructsockaddr*myaddr,socklen_taddrlen）
绑定是将一个套接字和一个套接字地址绑定在一起，在调用bind之前还必须设定服务器地址。
如下可以设定一个服务器地址：
sockaddr_inserverAddress;
;
//定义地址结构体
serverAddress.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（"
192.168.1.107"
）;
//服务器ip地址
serverAddress.sin_family=AF_INET;
serverAddress.sin_port=htons（6000）;
//服务器端口，例如使用6000
下面的语句将套接字和地址serverAddress绑定在一起：
bind（sockSrv,（SOCKADDR*）&
serverAddress,sizeof（SOCKADDR））;
htonl＝hosttonetworklong，就是把主机的字节顺序转化成网络上的字节顺序，参数为longint型；
同理htons＝hosttonetworkshort，只不过参数为shortint型。
地址族必须为AF_INET，端口为6000，绑定的ip地址也可以用INADDR_ANY代替，表示可以用本机的任何IP地址。
bind命令绑定本地刚才创建好的socket。
格式如上。
3）监听listen
listen函数的原型为：
intlisten（SOCKETsockfd,intqueue_length）;
如下语句可以对一个套接字sockSrv进行监听：
listen（sockSrv,5）;
4）接受连接accept，接收/发送数据send/recv
sockaddr_inaddrClient;
intlen=sizeof（SOCKADDR）;
charsendBuf[]=“TCPServerDemo!
\r\n”;
SOCKETsockConnect=accept（sockSrv,（SOCKADDR*）&
addrClient,&
len）;
//接受客户端连接
if（sockConnect==INVALD_SOCKET）//如果连接不成功
{
printf（“Failedaccept!
”）;
continue;
printf（"
接受到一个连接:
%s"
inet_ntoa（addrClient.sin_addr））;
//显示客户端的IP
//关闭连接套接字，终止通信
closesocket（sockConnect）;
inet_ntoa函数转换Internet网络地址为点分十进制格式。
5）发送/接收数据send/recv
send（sockConnect,sendBuf,strlen（sendBuf）+1,0）;
//发送数据
recv（clientSocket,recvBuffer,strlen（recvBuffer）,0）;
//接收数据
6）关闭监听套接字，终止服务器
closesocket（sockSrv）;
（2）客户端：
1）创建连接套接字
SOCKETclientSocket=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
2）设置通信地址
structsockaddr_inaddrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（"
//表示连接服务器的IP
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons（6000）;
3）向服务器提出连接请求：
intcon;
con=connect（clientSocket,（SOCKADDR*）&
addrSrv,sizeof（SOCKADDR））;
//连接服务器
if（con!
=0）{
//连接服务器失败
cannotconnecttoserver\n"
return0;
4）连接成功后，接收服务器端发送来的信息
charrecvBuf[100];
intnRecv;
nRecv=recv（clientSocket,recvBuf,100,0）;
//接收服务端的数据
if（nRecv>
0）
recvBuf[nRecv]=‘\0’;
接收到的数据：
%s\n"
recvBuf）;
5）关闭套接字，终止通信
closesocket（sockClient）;
4.项目简单演示
1）开启服务器端，等待客户端连接
2）开启客户端，可以开启多个，为了达到效果，可以再不同的机器上开启客户端
3）在客户端上点击“LINK”按钮，连接服务器。
4）开始聊天，只要连接上服务器的客户端都会收到聊天信息，相当于简单的群聊。
五、实验报告
1．完成本项目实验后，学生应提交实验报告。
2．实验报告格式与要求见附件。
实验2《NS2网络仿真实验》
1）学生能够初步掌握NS2网络模拟平台，并且能够利用网络模拟平台进行简单的实验。
2）学习采用距离矢量算法（DistanceVectorAlgorithm）的动态路由。
3）加深对TCP拥塞控制与流量控制机制的理解，并且能够为实验需要简单修改NS2的核心模块。
本实验分为三个实验过程，NS2平台的坏境搭建、NS2网络路由协议的仿真以及要简单修改NS2的核心模块。
此外，在实验过程中需要同学们自学linux操作系统的安装和使用（可在虚拟机中安装linux，本实验指导书使用的VMware虚拟机中的ubuntu操作系统），熟悉linux下的软件开发过程（如vi编辑器，gcc编译器），熟悉Tcl和Otcl脚本语言，熟悉C++编程语言。
三、实验要求
1．了解NS2的基本原理
2．熟悉Tcl和Otcl脚本语言
3.熟悉NS2的解不了模块
4.根据实验指导书搭好实验必需的坏境
1．NS2坏境搭建
（1）点击下载ns2的最新版本ns-allinone-2.35,并解压到对应目录下。
（也可以用命令解压:
tarzxfns-allinone-2.35.tar.gz如果想看解压的输出过程:
把"
zxf"
改为"
zxvf"
）。
例如：
$tarzxvfns-allinone-2.35.tar.gz（解压）
$sudomkdir/usr/local/ns2（建立空文件夹）
$sudomvns-allinone-2.35/usr/local/ns2（将ns2文件移动到新建的文件夹里）
$cd/usr/local/ns2/ns-allinone-2.35（转到ns2的文件夹中）
（2）下载并安装下一步ns-2.35时所必需的软件包：
$sudoapt-getinstallbuild-essential
$sudoapt-getinstalltcl8.4tcl8.4-devtk8.4tk8.4-dev
$sudoapt-getinstalllibxmu-dev
当用apt-get更新软件包时常出现错误提示Unabletolocatepackageupdate,解决方法是：
先更新apt-get
#sudoapt-getupdate
#sudoapt-getupgrade
（3）输入cd命令，转到ns-allinnone-2.35文件夹下，输入./install，进行安装。
按下回车键，同学们可以休息一会啦，这个过程大概需要5分钟左右（具体时间关乎机器的性能），5分钟之后大概出现如下提示：
（不要关闭终端）
Pleaseput/usr/local/ns-allinone-2.35/bin:
/usr/local/ns-allinone-2.35/tcl8.5.10/unix:
/usr/local/ns-allinone-2.35/tk8.5.10/unix
intoyourPATHenvironment;
sothatyou'
llbeabletorunitm/tclsh/wish/xgraph.
IMPORTANTNOTICES:
（1）YouMUSTput/usr/local/ns-allinone-2.35/otcl-1.14,/usr/local/ns-allinone-2.35/lib,
intoyourLD_LIBRARY_PATHenvironmentvariable.
IfitcomplainsaboutXlibraries,addpathtoyourXlibraries
intoLD_LIBRARY_PATH.
Ifyouareusingcsh,youcansetitlike:
setenvLD_LIBRARY_PATH<
paths>
Ifyouareusingsh,youcansetitlike:
exportLD_LIBRARY_PATH=<
（2）YouMUSTput/usr/local/ns-allinone-2.35/tcl8.5.10/libraryintoyourTCL_LIBRARYenvironmental
variable.Otherwisens/namwillcomplainduringstartup.
Afterthesesteps,youcannowrunthensvalidationsuitewith
cdns-2.35;
./validate
Fortroubleshooting,pleasefirstreadnsproblemspage
http:
//www.isi.edu/nsnam/ns/ns-problems.html.Alsosearchthensmailinglistarchive
forrelatedposts.
（4）设置环境变量
Linux环境中设置环境变量有三种方式，临时设置，当前用户设置，系统坏境变量设置。
在此处仅设置当前用户坏境变量。
具体步骤如下：
gedit打开/home/*user*/.bashrc，分别加入下面代码：
（*user*换成自己的相应目录）在.bashrc加入（根据安装完成后终端的提示来设置环境变量）：
PATH="
$PATH:
/usr/local/ns-allinone-2.35/bin:
/usr/local/ns-allinone-2.35/tk8.5.10/unix"
LD_LIBRARY_PATH="
/usr/local/ns-allinone-2.35/otcl-1.14:
/usr/local/ns-allinone-2.35/lib"
TCL_LIBRARY="
/usr/local/ns-allinone-2.35/tcl8.5.10/library"
编辑完成,source/home/*user*/.bashrc（注意前提是要用root登陆，不然的话输入$sudo-s,以root角色登陆。
）source命令是把文件中的命令执行一次的意思。
（5）验证安装
在重启后的终端中输入ns命令，出现%，说明安装成功，如图所示：
2．NS2网络协议仿真
这个实验主要是观察链路状态发生变化时，使用静态路由和动态路由的差异性。
实验的结构如图1所示，节点n0会使用ftp将数据传送到n5，传送时间为0.1s~3.0s，在1.0s时，链路n1到n4发生问题，所以数据无法从n1到n4之间的链路传送。
在2.0s时，链路n1到n4问题解决，数据有可以从此路传送。
图1网络拓扑结构
TCL程序：
静态路由执行方法
1、运行TCl脚本
2、运行Nam程序，观察结果
（1）使用静态路由，传送数据从n0到n5的路径是n0----n1----n4---n5.如图2-1
图2-1图2-2
（2）在1.0s时，n1到n4链路发生问题，因为使用静态路由算法，路由表不会更新，所以数据无法发送到n4.如图2-2
（3）在3.0s时，n1到n4链路的问题得到解决，所以数据又按路径n0----n1----n4---n5传送到n5.如图2-3
图2-3
动态路由执行方式
1、运行TCL脚本
2、运行nam程序，观察结果
（1）因为使用动态路由方式，所以一开始，节点与节点之间必须互换信息，以建立路由表，如图3-1
图3-1图3-2
（2）路由表建立后，数据传送的路径是n0----n1----n4---n5.如图3-2
（3）在1.0s时，n1到n4链路发生问题，因为使用动态路由算法，所以节点互相通信，因此n0到n5数据发送的路径更新为n0----n1----n2---n3----n5.如图3-4
图3-3图3-4
（4）在3.0s时，n1到n4之间的链路恢复，节点互相通信后，路由表更新，因此n0到n5数据发送的路径也恢复为n0----n1---n4----n5.如图3-5
图3-4
3．修改NS2核心模块
（1）预设实验结果：
修改队列的丢包策略，当接收队列中未丢包，数据包正常入队列，一旦出现队列丢包现象，则暂停接受数据包，一直到队列为空再接受。
（2）在NS-2核心模块中找到队列的丢包模块（在ns-allinone-2.35/ns-2.35/queue路径下）
a.修改drop-tail.h文件，在类DropTail中添加一个布尔变量isdrop（初始值为false），用于判断队列是否已经发生丢包，再添加一个int型变量n（初始值为0）用于记录发生丢包时不接受包的个数。
b.在入队函数enque中，判断如下：
if（如果发生队列已满）
if（从队列头部丢包）
丢包；
else从队头丢包；
isdrop=true；
//添加代码，此时已丢包，isdrop置为真
else
if（isdrop）//添加代码，原先是队列未满则数据包入队，现在判断如果丢包了
{//则不接受数据包，并统计个数。
当不接受的个数=队列的长度时，
//又开始接受数据包
n++；
if（n>
=预设队列的长度）
{
n=0；
isdrop=false；
}
}
else
数据包入队；
//丢数据包入列
（3）修改drop-tail.cc函数enque，具体代码图2所示
（4）动画演示与验证
a.开始发生丢包，图3所示。
图3开始发生丢包
b.清空队列，把队列中的数据发送完再接受新的数据，图4所示。
图4清空队列
c.节点0停止发送数据包，如5所示。
图5节点0停止发送数据包
d.节点1停止发送数据包，如图5所示
图5节点1停止发送数据包
e.节点3停止发送数据，如图6所示，整个仿真也将结束。
图6节点3停止发送数据
f.通过实验演示得到了预期的实验结果，即一旦发生丢包后，节点会等到队列中的数据
发送完后才会接受新的数据包。
实验3《ip数据包捕获》
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