计算机网络设计[模拟Ethernet帧的发送过程]解决方案.doc

芙蓉学院 计算机网络课程设计报告 课 题: 模拟Ethernet帧的发送过程 姓 名： 刘珊岑 学 号： 专业班级： 计算机科学与技术 1201 指导教师： 聂方彦 设计时间： 2015年上学期 地 点： E3-A501  目录 一、课程设计目的和意义 1 二、课程设计题目描述和要求 1 三、可行性分析 2 1.技术可行性 2 2.功能分析 2 四、帧结构分析 2 帧的介绍 2 五. Ethernet帧的发送与接收流程 4 1 .Ethernet帧的发送流程 4 2 Ethernet帧的接收流程 4 六.详细设计 6 1.设计中的重点及难点 6 2.核心代码 7 3.程序流程 7 4.完整程序 8 七.运行结果 11 八.总结 13 九.参考文献 13 一、课程设计目的和意义 帧是在数据链路层数据进行传输与交换的基本单位。构造帧对于理解网络协议的概念、协议执行过程以及网络问题处理的一般方法具有重要的意义。本次课程设计的目的是应用数据链路层与介质访问控制层的知识，根据数据链路层的基本原理，通过构造一个具体的Ethernet帧，从而深入理解网络协议的基本概念与网络问题处理的一般方法。 二、课程设计题目描述和要求 题目：编写程序模拟Ethernet结点的数据发送流程 设计要求： （1）用两个线程a，b来模拟Ethernet上的两台主机。 （2）用一个双字类型变量Bus来模拟总线（将其初始化为“/0”，并且总线等于“/0”时表示总线空闲）。 （3）两个子线程向总线发送自己的数据。数据用该线程的线程信号进行模拟，发送数据用线程号和Bus的“或”操作进行模拟（即Bus=Bus|ID，ID为该线程的线程号）。 （4）每台主机须向总线成功发送10次数据，如果其中某次数据发送失败，则该线程结束。 （5）发送流程须遵循CSMA/CD。随机延迟算法中的冲突窗口取0.005。在数据发送成功（即Bus==ID）后，报告“ID send success”，产生冲突（即Bus！=ID）后，报告“ID send collision”，发送失败（即冲突计数器值为0）后报告“ID send failure”。随着主机发送成功次数的增加，报告其已发送成功的次数，如“主机A发送成功次数=3”。 三、可行性分析 1.技术可行性 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、帧结构分析 帧的介绍 术语“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从某种程序上可以被看作是机器这间的数据链路层连接。 首先我们来认识一下Ethernet帧结构，Ethernet V2.0规范和IEEE802.3标准中的Ethernet帧结构有一些差别，这里我们按802.3标准的帧结构进行讨论，图一给出了Ethernet帧结构图。 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) (2/6B) (2B) (长度可变) (4B) 图一 Ethernet帧结构 如图一所示，802.3标准的Ethernet帧结构由6部分组成。 (1)前导码与帧前定界符字段 前导码由56位(7B)的1010101…101010位序列组成。帧前定界符可以 视为前导码的延续。1B的帧前定