计算机网络课程设计-模拟以太网帧封装

计算机网络期中考试试题—模拟虚拟机中局域网的传输过程，完成简单图形界面。

学生：韩成周学号： 2014117138完成时间：2016年12月目录1．设计任务和要求 .........................................1．1 课程设计任务 ......................................1．2课程设计要求 ...................................... 2．设计原理 ...............................................2．1 802.3标准帧结构...................................2．2CRC的基本实现..................................... 3．设计思路 ............................................... 4．程序源码 ............................................... 5．运行结果 ...............................................1.设计任务和要求1.1课程设计任务虚拟局域网（VLAN），是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术，在功能和操作上和传统的LAN 基本相同。

虚拟局域网技术是目前网络界最热门的技术之一，也是交换网络中最重要的技术之一，它的出现是和局域网的交换技术的发展分不开的。

而我们的任务就是模拟虚拟局域网中帧的传输过程。

1.2设计要求1．初始化交换机的转发表；2．模拟虚拟局域网同一个局域网或者不同局域网之间帧的传输过程2.设计原理2.1 802.3标准帧结构虚拟局域网帧格式：1. 前序字段前序字段由7个字节的交替出现的1和0组成，设置该字段的目的是指示帧的开始并便于网络中的所有接收器均能与到达帧同步。

2.帧起始定界符字段它可以被看作前序字段的延续。

实际上，该字段的组成方式继续使用前序字段中的格式，这个一个字节的字段的前6个比特位置由交替出现的1和0构成。

该字段的最后两个比特位置是11，这两位中断了同步模式并提醒接收后面跟随的是帧数据。

3.目的地址字段目的地址字段确定帧的接收者。

6个字节的源地址和目的地址字段是局域网中的所有工作站必须使用同样的地址结构。

4.源地址字段源地址字段标识发送帧的工作站。

和目前地址字段类似，源地址字段的长度六个字节。

5.长度字段用于IEEE802.3的两字节长度字段定义了数据字段包含的字节数。

从前序到FCS字段的帧长度最小必须是64字节。

基于最小帧长为64字节和使用六字节地址字段的要求，意味着每个数据字段的最小长度为46字节。

如果传输数据少于46个字节，应将数据字段填充至46字节。

不过，填充字符的个数不包括在长度字段值中，数据字段的最大长度为1500字节。

6.数据字段数据字段的最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节，这意味着传输一字节信息也必须使用46字节的数据字段：如果填入该该字段的信息少于46字节，该字段的其余部分也必须进行填充零。

数据字段的最大长度为1500字节。

7. 校验序列字段将计算出的CRC填入32位的FCS校验字段。

帧校验序列字段提供了一种错误检测机制，包括了地址字段、长度字段和数据字段的循环冗余校验（CRC）码。

2.2 CRC的基本实现利用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”。

3.设计思路4.程序源代码(主要代码）#include "cmath" //#include "afxwin.h //#include <iostream> //#include <conio.h> //CWinThread * thread1, * thread2; //定义2个线程对象，分别代表a，bDWORD ID1, ID2, Bus = 0; //2线程ID，总线标志UINT aThread(LPVOID pParam); //线程a，代表主机aUINT bThread(LPVOID pParam); //线程b，代表主机busing namespace std;nt main(int argc, char* argv[], char * envp[]){int nRetCode = 0;thread1 = ::AfxBeginThread(aThread, NULL); //启动线程aID1 = thread1->m_nThreadID;thread2 = ::AfxBeginThread(bThread, NULL); //启动线程bID2 = thread2->m_nThreadID;getch(); //主线程等待，按任意键退出程序return nRetCode;}UINT aThread(LPVOID pParam){int i=0; //发送成功次数int CollisionCounter=2; //冲突计数器初始值为16double CollisionWindow=0.000001; //冲突窗口值取值0.005int randNum=rand()%3; //随机数while(1)if(Bus==0) //总线空闲{Bus=Bus|ID1; //模拟发送包Sleep(12);if (Bus==ID1) //无冲突{printf("%d Send Success\n\n",ID1); //发送成功Bus=0; //内存清零CollisionCounter=2; //复原冲突计数器Sleep(rand()%10); //随即延时i++;printf("主机a发送成功次数=%d\n\n",i);if(i>=10)break; //发送次数不够10次，开始下一次发送}else{printf("%d Send Collision\n\n",ID1); //发生冲突CollisionCounter--; //冲突次数加1Bus=0; //冲突加强停止发送数据等待下面延时if(CollisionCounter>0){ //随即延迟重发，延迟算法用截断的二进制指数退避算法Sleep(randNum*(int)pow(2,(CollisionCounter>10)?10: CollisionCounter)*CollisionWindow);continue; //下一次尝试发送}elseprintf("%d Send Failure\n\n",ID1);}}return 0;}UINT bThread(LPVOID pParam){int i=0; //发送成功次数int CollisionCounter=16; //冲突计数器初始值为16 double CollisionWindow=0.005; //冲突窗口值取值0.005int randNum=rand()%3; //随机数while(1)if(Bus==0) //总线空闲{Bus=Bus|ID2; //模拟发送包Sleep(12);if (Bus==ID2) //无冲突{Sleep(rand()%10);printf("%d Send Success\n\n",ID2); //发送成功Bus=0; //内存清零CollisionCounter=16; //复原冲突计数器 Sleep(rand()%10); //随即延时i++;printf("主机b发送成功次数=%d\n\n",i);if(i>=10)break; //发送次数不够10次，开始下一次发送}else{printf("%d Send Collision\n\n",ID2); //发生冲突CollisionCounter--; //冲突次数加1Bus=0; //冲突加强停止发送数据等待下面延时if(CollisionCounter>0){ //随即延迟重发，延迟算法用截断的二进制指数退避算法Sleep(randNum*(int)pow(2,(CollisionCounter>10)?10: CollisionCounter)*CollisionWindow);continue; //下一次尝试发送}else{ printf("%d Send Failure\n\n",ID2);}}}return 0;}5.运行结果。