Etherent帧的封装和发送过程Word文档下载推荐.docx
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对应input1和input2得结果分别为output1和output2
实验设计相关知识：
帧：
来源于串行线路上的通信。
其中，发送者在发送数据的前后各添加特殊的字符，使它们成为一个帧。
Ethernet从某种程度上可以被看作是机器之间的数据链路层连接。
按标准的帧结构如下表所示（标准的Ethernet帧结构由7部分组成）
标准的帧结构
前导码
帧前定界符
目的地址
源地址
长度字段
数据字段
校验字段
7B
1B
（2/6B）
（2B）
（长度可变）
（4B）
其中，帧数据字段的最小长度为46B。
如果帧的LLC数据少于46B，则应将数据字段填充至46B。
填充字符是任意的，不计入长度字段值中。
在校验字段中，使用的是CRC校验。
校验的范围包括目的地址字段、源地址字段、长度字段、LLC数据字段。
循环冗余编码（CRC）是一种重要的线性分组码、编码和解码方法，具有简单、检错和纠错能力强等特点，在通信领域广泛地用于实现差错控制。
CRC校验码的检错能力很强，不仅能检查出离散错误，还能检查出突发错误。
利用CRC进行检错的过程可简单描述如下：
在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码（CRC码），附在原始信息的后边，构成一个新的二进制码序列（共k+r位），然后发送出去。
在接收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。
这个规则在差错控制理论中称为“生成多项式”。
CRC的基本实现
循环冗余校验码的特点：
（1）CRC校验码可检测出所有单个错误。
（2）CRC校验码可检测出所有奇数位错误。
（3）CRC校验码可检测出所有双位的错误（4）CRC校验码可检测出所有小于、等于校验位长度的突发错误。
（5）CRC校验码可以
的概率检测出长度为（K+1）位的突发错误
实验分析：
•填充帧头部字段
要完成一次帧封装的过程，首先要完成的就是帧头部的装入，这一过程只要将签到码、定界符、目的地址、源地址、长度字段的相应数值按顺序写入就可以了。
其中，长度字段的值即为要发送的数据的实际长度。
•填充数据字段
在填充数据字段的过程中要注意的主要问题是数据字段的长度。
标准中规定了帧数据字段的最小长度为46B，最大长度为1500B。
如果数据不足46B，则需要通过填充0来补足；
若数据长度超过1500B，则的大奖超过部分封装入下一个帧进行发送。
•CRC校验
帧封装的最后一步就是对数据进行校验，并将校验结果记入帧校验字段。
程序流程图：
CRC计算流程图：
程序源代码：
#include<
>
voidmain（intargc,char*argv[]）
{
术可行性
技术可行性分析包括：
风险分析、资源分析和技术分析。
风险分析的任务是，在给定的约束条件下，判断能否设计并实现系统所需功能和性能。
资源分析的任务是，论证是否具有系统开发所需的各类人员（管理人员和各类专业技术人员）、软件、硬件资源和工作环境等。
技术分析的任务是，论证当前的科学技术是否支持系统开发的全过程。
其中最主要的是分析技术条件是否能顺利完成开发工作，硬、软件能否满足开发者的需要等。
2.功能分析
基本功能
1.在一台计算机上实现,用多个程序或线程来模拟多个计算机
2.使用一个共享数据区来模拟总线
3.模拟实现载波监听的过程
4.模拟实现发生冲突的过程和冲突的处理机制
四.Ethernet帧的发送与接收流程
1Ethernet帧的发送流程
1）载波侦听过程。
Ethernet中每个结点利用总线发送数据，总线是每个结点共享的公共传输介质。
所以结点在发送一个帧前，必须侦听总线是否空闲。
由于Ethernet的数据采用曼彻斯特编码方式，所以可以通过判断总线电平是否跳变来确定总线是否空闲。
若总线空闲，就可以启动发送，否则继续侦听。
2）冲突检测。
在数据发送过程中，可能会产生冲突（冲突是指总线上同时出现两个或两个以上的发送信号，他们叠加后的信号波形与任何发送结点的输出波形都不相同）。
因为可能有多个主机都在侦听总线，当它们侦听到总线空闲时，就会往总线上发送数据。
所以在发送数据的过程中，也应该进行冲突检测，只要发现冲突就应该立即停止发送数据。
3）随即延迟后重发。
在检测到冲突、停止发送后，结点进行随机延迟后重发。
若发16次后还没成功，则宣告发送失败，取消该帧的发送。
随机延迟的算法一般采用截断的二进制指数退避算法。
当出现线路冲突时，如果冲突的各站点都采用同样的退避间隔时间，则很容易产生二次、三次的碰撞。
因此，要求各个站点的退避间隔时间具有差异性。
这要求通过退避算法来实现。
当一个站点发现线路忙时，要等待一个延时时间M，然后再进行侦听工作。
延时时间M由以下算法决定：
M=2k*R*a。
其中a为冲突窗口值（冲突窗口为总线最大长度和电磁波在介质中传播速度比值的2倍），R为随机数，k的取值为k=min（n,16）,n为该帧已被发送的次数。
图1给出了Ethernet帧的发送流程。
2Ethernet帧的接收流程
帧的接收流程大致可以分为以下三个步骤：
1）检查是否发生冲突，若发生冲突，则丢弃该帧；
若没有冲突，进入下一步。
2）检查该帧的目的地址看是否可以接收该帧，若可以接收，则进入下一步。
3）检查CRC检验和LLC数据长度。
若都正确，接受该帧，否则丢弃。
图1Ethernet帧的发送流程
图2主程序流程图
五.详细设计
1.设计中的重点及难点
1）模拟冲突过程，在这个程序中不要使用任何线程同步机制。
2）若程序中不能模拟出冲突，可以在某些地方加入延时。
2.核心代码
#include<
HANDLEhTread1,hTread2;
行结果
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