计算机网络原理课程大作业指南课件.docx

计算机网络课程大作业院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术姓名：班级：学号：指导教师： 2015年9月16日任务一 帧封装任务目的：编写程序，根据给出的原始数据，组装一个IEEE 802.3格式的帧（题目）默认的输入文件为二进制原始数据（文件名分别为input1和input2））。要求程序为命令行程序。比如，可执行文件名为framer.exe，则命令行形式如下：framer inputfileoutputfile，其中，inputfile为原始数据文件，outputfile为输出结果。输出:对应input1和input2得结果分别为output1和output2。任务要求：编写程序，根据给出的原始数据，组装一个IEEE 802.3格式的帧（题目）默认的输入文件为二进制原始数据（文件名分别为input1和input2））。要求程序为命令行程序。比如，可执行文件名为framer.exe，则命令行形式如下：framer inputfileoutputfile，其中，inputfile为原始数据文件，outputfile为输出结果。修改并完善程序。输出:对应input1和input2得结果分别为output1和output2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802.3标准的帧结构如下表所示（802.3标准的Ethernet帧结构由7部分组成）802.3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7B1B(2/6B)(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MAC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、MAC数据字段。---以太网/IEEE 802.3帧的结构 下图所示为以太网/IEEE 802.3帧的基本组成。 如图所示，以太网和IEEE 802.3帧的基本结构如下： 前导码(Preamble)：由0、1间隔代码组成，可以通知目标站作好接收准备。 IEEE 802.3帧的前导码占用7个字节，紧随其后的是长度为1个字节的帧首定界符（SOF）。以太网帧把SOF包含在了前导码当中，因此，前导码的长度扩大为8个字节。 帧首定界符（SOF:Start-of-Frame Delimiter）：IEEE 802.3帧中的定界字节，以两个连续的代码1结尾，表示一帧实际开始。 目标和源地址（DA、SA）：表示发送和接收帧的工作站的地址，各占据6个字节。其中，目标地址可以是单址，也可以是多点传送或广播地址。 类型（以太网）：占用2个字节，指定接收数据的高层协议。 长度L（IEEE 802.3）：表示紧随其后的以字节为单位的数据段的长度。 数据L（以太网）：在经过物理层和逻辑链路层的处理之后，包含在帧中的数据将被传递给在类型段中指定的高层协议。虽然以太网版本2中并没有明确作出补齐规定，但是以太网帧中数据段的长度最小应当不低于46个字节。 数据（IEEE 802.3：LLCPDU逻辑链路层协议数据单元）：IEEE 802.3帧在数据段中对接收数据的上层协议进行规定。如果数据段长度过小，使帧的总长度无法达到64个字节的最小值，那么相应软件将会自动填充数据段，以确保整个帧的长度不低于64个字节。 LLCPDU——它的范围处在46字节至1500字节之间。 最小LLCPDU长度46字节是一个限制，目的是要求局域网上所有的站点都能检测到该帧，即保证网络工作正常。如果LLCPDU小于46个字节，则发送站的MAC子层会自动填充“0”代码补齐。 802.3一个帧的长度计算公式： DA+SA+L+LLCPDU+FCS=6+6+2+(46～1500)+4=64～1518 即当LLCPDU为46个字节时，帧最小，帧长为64字节；当LLCPDU为1500字节时，帧最大，帧长为1518字节 帧校验序列（FCS:Frame Check Sequence）：该序列包含长度为4个字节的循环冗余校验值（CRC），由发送设备计算产生，在接收方被重新计算以确定帧在传送过程中是否被损坏。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