计算机网络实验含全部5个的代码及文字指导.docx

1、计算机网络实验含全部5个的代码及文字指导计算机网络原理实 验 报 告学院：信息院 专业班级：计科0701 学号： 0902070110姓名：屈丽指导老师：桂劲松 实验一 数据链路层后退N帧协议1.1实验目的模拟实现数据链路层后退n帧协议。1.2实验内容要求理解链路层后退n帧协议原理，编程动态实现数据链路层后退n帧协议。1.3实验原理1.3.1窗口机制滑动窗口协议的基本原理，就是在任意时刻，发送方都维持了一个连续的允许发送的帧的序号，称为发送窗口；同时，接收方也维持了一个连续的允许接收的帧的序号，称为接收窗口。发送窗口和接收窗口的序号的上下界不一定要一样，甚至大小也可以不同。不同的滑动窗口协议窗

2、口大小一般不同。发送方窗口内的序列号代表了那些已经被发送，但是还没有被确认的帧，或者是那些可以被发送的帧。下面是一个例子（设发送窗口尺寸为2，接收窗口尺寸为1）：分析：(1) 初始态，发送方没有帧发出，发送窗口前后沿相重合。接收方0号窗口打开，等待接收0号帧；(2) 发送方打开0号窗口，表示已发出0帧但尚未确认返回信息。此时接收窗口状态不变；(3) 发送方打开0、1号窗口，表示0、1号帧均在等待确认。至此，发送方打开的窗口数已达规定限度，在未收到新的确认返回帧之前，发送方将暂停发送新的数据帧。接收窗口此时状态仍未变；(4) 接收方已收到0号帧，0号窗口关闭，1号窗口打开，表示准备接收1号帧。此

3、时发送窗口状态不变；(5) 发送方收到接收方发来的0号帧确认返回信息，关闭0号窗口，表示从重发表中删除0号帧。此时接收窗口状态仍不变；(6) 发送方继续发送2号帧，2号窗口打开，表示2号帧也纳入待确认之列。至此，发送方打开的窗口再次达到规定限度，在未收到新的确认返回帧之前，发送方将暂停发送新的数据帧，此时接收窗口状态仍不变；(7) 接收方已收到1号帧，1号窗口关闭，2号窗口打开，表示准备接收2号帧。此时发送窗口状态不变；(8) 发送方收到接收方发来的1号帧收到的确认信息，关闭1号窗口，表示从重发表中删除1号帧。此时接收窗口状态仍不变。若从滑动窗口的观点来统一看待1比特滑动窗口、后退N及选择重传

4、三种协议，它们的差别仅在于各自窗口尺寸的大小不同而已：1比特滑动窗口协议：发送窗口 = 1，接收窗口 = 1；后退n协议：发窗口 1，接收窗口 1；选择重传协议：发送窗口 1,接收窗口 1。1.3.2比特滑动窗口协议 当发送窗口和接收窗口的大小固定为1时，滑动窗口协议退化为停-等协议（stop-and-wait）。该协议规定发送方每发送一帧后就要停下来，等待接收方已正确接收的确认（acknowledgement）返回后才能继续发送下一帧。由于接收方需要判断接收到的帧是新发送的帧还是重新发送的帧，因此发送方要为每一个帧加一个序号。由于停等协议规定只有一帧完全发送成功后才能发送新的帧，因而只用1比

5、特来编号就够了。1.3.3后退N协议任何时候，若带宽与往返延迟的乘积很大，则发送方就需要一个较大的窗口。如果带宽很高的话，即使对于一个并不很长的延迟，发送方也会很快用完它的窗口，除非窗口真的非常大。如果延迟很长，那么即使带宽并不高，发送方也会用完它的窗口。这两个因子的乘积基本上说明了这条管道的容量，发送方为了达到尖峰效率，需要这条管道来马不停蹄的发送数据。这项技术称为管道化技术。使用管道化技术后，有两种方法可以用来处理错误。一种方法是回退n帧（实验一），另一种则是选择性重传（实验二）。由于停等协议要为每一个帧进行确认后才继续发送下一帧，大大降低了信道利用率，因此又提出了后退N协议。后退N协议中

6、，发送方在发完一个数据帧后，不停下来等待应答帧，而是连续发送若干个数据帧，即使在连续发送过程中收到了接收方发来的应答帧，也可以继续发送。而且，发送方在每发送完一个数据帧时都要设置超时定时器。只要在所设置的超时时间内仍收到确认帧，就要重发相应的数据帧。例如：当发送方发送了N个帧后，若发现这N帧的前一帧在计时器超时后仍未返回其确认信息，则该帧被判定为出错或丢失，此时发送方就不得不重新发送出错的这帧及其后的N帧。 从这里不难看出，后退N协议一方面因连续发送数据帧而提高了效率，但另一方面，在重传时又必须把原来已正确传送过的数据帧进行重传（仅因这些数据帧之前有一个数据帧出了错），这种做法又使传送效率降低

7、。由此可见，若传输信道的传输质量很差，因而误码率较大时，连续传送协议不一定优于停止-等待协议。此协议中的发送窗口的大小为k，接收窗口仍是1。1.4实验步骤1.4.1编写程序程序源代码如下：#include stdio.h#include string.h#include time.h#include conio.h#include graphics.h#define N_BACKE 2#define LEN sizeof(struct Frame)int randm(int, int); int t;int g_seq = 1;int g_pos = 0;struct Frame int er

8、r; /*出错标志*/ int out; /*发送标志*/ int seq; int clock; int ack; int count; /*传输次数*/ struct Frame *next;*sd, *re;typedef struct Frame Fra;void Insert(Fra *, Fra *);void init() /*初始化就绪、阻塞、完成队列*/ sd = NULL; re = NULL;void delay(int a) /*时间延迟函数，用于实现数据帧的动态变化*/ clock_t start = clock(); /*系统时间函数*/ while (clock(

9、) - a * CLK_TCK count = 0; p-out = 0; /*已经发送标志*/ p-seq = g_seq; /*帧序号*/ p-clock = N_BACKE; /*最大后退次数*/ p-ack = 0; /*接受确认*/ if (p-seq % t = 0) p-err = 1; /*出错标志*/ else p-err = 0; p-next = NULL; Insert(&sd, p); g_seq+;void Insert(Fra *v, Fra *p) /*将数据帧插入到V队列中*/ Fra *q; q = *v; if (*v = NULL) q = p; *v

10、= q; else while (q-next != NULL) q = q-next; q-next = p; void send(Fra *p) /*发送数据帧*/ char str10; p-out = 1; if (p-err = 0) /*发送未出错*/ p-ack = 1; setfillstyle(1, 4); /*设置填充模式，用4号颜色红表示正确发送*/ setcolor(1); circle(50 + 25 * p-seq, 150, 10); /*画圆圈表示数据帧*/ floodfill(50 + 25 * p-seq, 150, 1); setcolor(2); ito

11、a(p-seq, str, 10); outtextxy(45 + 25 * p-seq, 146, str); /*显示帧的编号*/ if (p-count 0) setfillstyle(1, 5); setcolor(1); circle(50 + 25 * p-seq, 300, 10); floodfill(50 + 25 * p-seq, 300, 1); setcolor(2); itoa(p-seq, str, 10); outtextxy(45 + 25 * p-seq, 296, str); else /*发送出错*/ setfillstyle(1, 7); /*用7号颜色

12、表示错误的发送*/ setcolor(1); circle(50 + 25 * p-seq, 150, 10); floodfill(50 + 25 * p-seq, 150, 1); setcolor(4); itoa(p-seq, str, 10); outtextxy(45 + 25* p-seq, 146, str); if (p-count 0) setfillstyle(1, 5); setcolor(1); circle(50 + 25 * p-seq, 300, 10); floodfill(50 + 25 * p-seq, 300, 1); setcolor(2); itoa

13、(p-seq, str, 10); outtextxy(45 + 25 * p-seq, 296, str); p-count+;void back_send(Fra *v) /*检查超时未确认的帧*/ char str10; int pos; Fra *p; p = *v; while (p != NULL) if (p-ack = 0 & p-clock = 0) /*超时未发，取得该帧标号*/ g_pos = p-seq; break; else if (p-out = 1) p-clock -= 1; p = p-next; Fra *search(Fra *v, int num) /

14、*查找未确认帧对应的指针*/ Fra *p; p = *v; while (p != NULL) if (p-seq = num) return p; else p = p-next; int randm(int x, int y) /*随机数函数*/ int k; k = rand() % (x - y) + x; return k;print(Fra *v) /*在屏幕上显示帧序列*/ int size; char str10; void *buff; Fra *p; p = *v; while (p != NULL) setfillstyle(1, 7); setcolor(1); ci

15、rcle(50 + 25 * p-seq, 300, 10); floodfill(50 + 25 * p-seq, 300, 1); setcolor(4); itoa(p-seq, str, 10); outtextxy(45 + 25 * p-seq, 296, str); p = p-next; size = imagesize(65, 290, 85, 310); buff = malloc(size); getimage(65, 290, 85, 310, buff); p = *v; while (!kbhit() putimage(40 + 25 * p-seq, 140, b

16、uff, COPY_PUT); delay(1); send(p); back_send(&sd); if (g_pos != 0) p = (*search)(&sd, g_pos); if (p-seq % t = 0) p-err = 0; else p = p-next; delay(1); g_pos = 0; void main() int i, j; int driver = DETECT, mode; initgraph(&driver, &mode, ); cleardevice(); srand(unsigned)time(NULL); t = randm(5,7); fo

17、r (i = 0; i seq, 300, 10); floodfill(50 + 25 * p-seq, 300, 1); setcolor(4); itoa(p-seq, str, 10); outtextxy(45 + 25 * p-seq, 296, str); p = p-next; size = imagesize(65, 290, 85, 310); buff = malloc(size); getimage(65, 290, 85, 310, buff); p = *v; while (!kbhit() putimage(40 + 25 * p-seq, 140, buff,

18、COPY_PUT); delay(1); send(p); q = p; back_send(&sd); if (g_pos != 0) p = (*search)(&sd, g_pos); if (p-seq % t = 0) p-err = 0; send(p); p = q; /*保存当前帧位置*/ p = p-next; else p = p-next; delay(1); g_pos = 0; 2.4.2设计思路设计思路与实验一基本一样，不同点在上小节已详细介绍。2.5实验结果分析2.5.1结果截图2.5.2结果分析根据选择性重传协议，当6号帧发生错误时，只重传6号帧。实验三：距离向

19、量路由算法的实现3.1实验目的模拟距离向量路由算法的路由表交换过程，演示每轮交换后路由表的变化。3.2实验内容要求编程实现距离矢量路由算法的路由表交换过程，并动态演示每轮交换过后路由表的变化情况。3.3实验原理距离向量路由算法，使用这个算法的路由器必须掌握这个距离表（它是一个一维排列，即一个向量），它告诉在网络中每个节点的最远和最近距离。在距离表中的这个信息是根据临近接点信息的改变而时时更新的。表中数据的量和在网络中的所有的接点（除了它自己本身）是等同的。这个表中的列代表直接和它相连的邻居，行代表在网络中的所有目的地。每个数据包括传送数据包到每个在网上的目的地的路径和距离/时间在那个路径上来传

20、输（我们叫这个为“成本”）。这个在那个算法中的度量公式是跳跃的次数，等待时间，流出数据包的数量等等。在距离向量路由算法中，相邻路由器之间周期性地相互交换各自的路由表备份。当网络拓扑结构发生变化时，路由器之间也将及时地相互通知有关变更信息。每个路由器维护了一张路由表，它以子网中的每个路由器为索引，并且每个路由器对应一个表项。该表项包含两部分：为了达到该目标路由器而使用的输出线路，以及到达该目标路由器的时间估计值或者距离估计值。距离矢量路由算法在理论中可以工作，但在实践中有一个严重的缺陷：虽然它总是能够达到正确的答案，但是它收敛到正确答案的速度非常慢，尤其是，它对于好消息的反应非常快，但是对于坏消

21、息的反应非常迟缓。3.4实验步骤3.4.1编写程序程序的源代码如下：#include stdio.h#include stdlib.h#include alloc.h#define ROUTNUM 7typedef struct int dis; int from;RoutNode;RoutNode dataROUTNUMROUTNUM; /*路由表*/void InitData(FILE* pfile); /*从数据文件读取数据，初始化路由表*/void OutputRoutData(); /*输出所有的路由表*/void Communication(int recv, int send);

22、/*send点向recv点发送自己的路由表*/void Exchange(); /*所有节点进行一次数据交换, 更新路由表*/void main() int start, end, i, j; FILE *pfile; pfile = fopen(1.txt, r); if (pfile = NULL) printf(文件打开错误，按任意键退出.n); getch(); return; else InitData(pfile); fclose(pfile); printf(n路由表初始:n); for (i = 0; iROUTNUM; i+) printf(%c|, i + 65); for

23、 (j = 0; j 0) printf( , j + 65, dataij.dis); printf(n); for (i = 0; i ROUTNUM; i+) Exchange(); printf(n路由表交换:n); OutputRoutData(); printf(输入起始路由节点(%d-%d) : , 0, ROUTNUM - 1); scanf(%d, &start); printf(输入终点路由节点(%d-%d) : , 0, ROUTNUM - 1); scanf(%d, &end); if (start = end | start 6 | end 6) printf(n输入

24、错误，请按任意键退出n); getch(); return; else int cur = start; int total = 0; if (datastartend.dis , cur + 65); while (datacurend.from = 0) total += datacurdatacurend.from.dis; printf(%c-, datacurend.from + 65); cur = datacurend.from; /*end of while*/ total += datacurend.dis; printf(%cn总的路由距离 = %d, end + 65, total); getch(); return; /*end of else*/void InitData(FILE* pfile) char num10; int i = 0; char c; int m, n;