課程設(shè)計(jì)專用紙.doc

沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 No15目 錄摘 要1 課程設(shè)計(jì)目的12 課程設(shè)計(jì)要求13相關(guān)知識(shí)24課程設(shè)計(jì)分析45程序代碼106運(yùn)行結(jié)果與分析107參考文獻(xiàn)10沈陽(yáng)理工大學(xué)1 課程設(shè)計(jì)目的Ethernet是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)類型。學(xué)習(xí)Ethernet技術(shù)對(duì)深入掌握局域網(wǎng)知識(shí)是非常重要的。本課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過(guò)模擬Ethernet幀的發(fā)送過(guò)程，熟悉Ethernet的基本工作原理。特別是CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。2 課程設(shè)計(jì)要求根據(jù)Ethernet的工作原理，編寫程序模擬Ethernet幀的發(fā)送過(guò)程。(1) 以命令行心事運(yùn)行：SendFrame為程序名。(2) 用兩個(gè)線程a和b模擬Ethernet上的兩臺(tái)主機(jī)，用一個(gè)雙字類型變量Bus模擬總線。(3) 兩個(gè)子線程向總線發(fā)送自己的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)用該線程的線程號(hào)進(jìn)行模擬，發(fā)送數(shù)據(jù)用線程號(hào)和Bus的“或”操作進(jìn)行模擬。每臺(tái)主機(jī)必須向總線上成功發(fā)送5次數(shù)據(jù)，如果其中某次數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，則該線程結(jié)束。 （4）發(fā)送流程須遵循CSMA/CD方法。隨機(jī)延遲算法中的沖突窗口值取0.005.數(shù)據(jù)發(fā)送成功（Bus=ID）后，報(bào)告“XXX send success”，產(chǎn)生沖突后，報(bào)告“XXX send collision”，數(shù)據(jù)發(fā)送失敗后，報(bào)告“XXX send failure”。其中XXX為其線程的線程號(hào)。在主機(jī)發(fā)送成功次數(shù)增加后，報(bào)告已將發(fā)送成功次數(shù)。3 相關(guān)知識(shí) Ethernet的核心技術(shù)是隨機(jī)爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問方法，即帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問（CDMA/CD）方法。1、 Ethernet的幀的發(fā)送流程（1）載波偵聽過(guò)程。Ethernet中每個(gè)結(jié)點(diǎn)利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)，總線是每個(gè)結(jié)點(diǎn)共享的公共傳輸介質(zhì)。所以結(jié)點(diǎn)在發(fā)行一個(gè)幀前，必須偵聽總線是否空閑。由于Ethernet對(duì)的數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼方式，所以可以通過(guò)判斷總線電平是否跳變來(lái)確定總線是否空閑。若總線空閑，就可啟動(dòng)發(fā)送，否則繼續(xù)偵聽。（2）沖突檢測(cè)。在數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中，可能會(huì)產(chǎn)生沖突（沖突是指總線上同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的發(fā)送信號(hào)，它們疊加后的信號(hào)波形與任何發(fā)送結(jié)點(diǎn)輸出的信號(hào)波形不相同。因?yàn)榭赡苡卸鄠€(gè)主機(jī)都在偵聽總線，當(dāng)它們偵聽到總線空閑時(shí)，都會(huì)往總線上發(fā)送數(shù)據(jù)）。所以在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，也應(yīng)該進(jìn)行沖突檢測(cè)，只要發(fā)現(xiàn)沖突就應(yīng)該停止發(fā)送數(shù)據(jù)。 （3）隨機(jī)延遲后重發(fā)。在檢測(cè)到?jīng)_突、停止發(fā)送后，結(jié)點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)延遲后重發(fā)。若重發(fā)16次后還沒成功，則宣告發(fā)送失敗，取消該幀的發(fā)送，隨機(jī)延遲的計(jì)算方法一般采用截止二進(jìn)制指數(shù)后退算法。以下是Ethernet幀的發(fā)送流程： 發(fā)送幀裝配幀總線忙？啟動(dòng)發(fā)送沖突？沖突加強(qiáng)發(fā)送完成？沖突次數(shù)增加1沖突多于16次？發(fā)送失敗發(fā)送成功等待后退延遲時(shí)間計(jì)算后退延遲2、 Ethernet幀接收流程幀接收流程大致可以分為以下三個(gè)步驟：（1） 價(jià)差是否發(fā)生沖突，若發(fā)生沖突，則丟棄該幀；若沒有沖突，進(jìn)入下一步。（2） 檢查該幀的目的地址是否可以接收該幀，若可以接收，則進(jìn)入下一步。（3） 檢查CRC校驗(yàn)和LLC數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。若都正確，接收該幀，否則丟棄。4 課程設(shè)計(jì)分析1、 設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)（1） 模擬沖突的過(guò)程，在這個(gè)程序中不要適用任何線程同步機(jī)制。（2） 若程序中不能模擬出沖突，可以在某些地方加入延時(shí)。2、核心代碼int i=0;int CollisionCounter=16;double collisionWindow=0.005;int randNum=rand()%3;Loop:if(Bus=0)Bus=Bus|ID1;Sleep(12);if(Bus=ID1) printf(“%d Send Successnn”,ID1);Bus=0;CollisionCounter=16;Sleep(rand()%10);i+;printf(“主機(jī)a發(fā)送成功次數(shù)=%dnn”,i);if(i0) Sleep（randNum*（int）pow(2,(CollisionCounter10)?10:CollisionCounter) *collisionWindow）； goto Loop； else printf（“%ld Send Failurenn”,ID1）; else goto Loop;return 0;3、 程序流程（1） 主程序流程圖開始啟動(dòng)線程A啟動(dòng)線程B結(jié)束（2） 主程序中的線程流程圖，線程A和線程B的流程圖跟主程序的相同。開始總線閑？發(fā)送數(shù)據(jù)（Bus=Bus|ID）沖突？報(bào)告完成，Bus清零報(bào)告沖突，Bus清零成功次數(shù)加1，報(bào)告成功次數(shù)沖突計(jì)數(shù)器1計(jì)算隨機(jī)延遲時(shí)間并延遲復(fù)原沖突計(jì)數(shù)器沖突計(jì)數(shù)器=0？成功計(jì)數(shù)器=10報(bào)告失敗結(jié)束5 程序代碼6 運(yùn)行結(jié)果與分析（運(yùn)行結(jié)果是否正確，課程設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問題及其解