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1、计算机网 络课程设计书 学 院 计算机与信息工程学院 专 业 网络工程 课程名称 计算机网络 题 目 滑动窗口协议仿真 完成期限 自2015年6月23日至2015年6月29日共1周 内 容 及 任 务 一、项目的目的?掌握滑动窗口协议的工作原理,并能够用所学计算机高级语 言进行编程模拟其运行过程;培养学生的动手实践和思考能力。?二,项目任务的主要内容和要求?(1)本次设计任务是根据滑动窗口协议的工作原理,在Visual C+的平台上用C+H语言编写一个基本TCP骨动窗口协议的模拟 程序。(2)要求该程序能够实现滑动窗口协议的发送和接收数据帧 功能,在此功能上体现滑动窗口协议的运作。?(3)程序
2、按照滑动窗口协议实现端对端的数据传送。包括协 议的各种策略,如包丢失、停等应答、超时等都应有所仿真实现;(4)显示数据传送过程中的各项具体数据。双方帧的个数变 化,帧序号,发送和接受速度,暂停或重传提示等;三、项目设计(研究)思路?(1)查阅相关资料,理解滑动窗口协议的工作原理;(2)设计滑动窗口协议实现端对端数据传送的功能流程图;(3)编写代码实现滑动窗口协议工作的模拟程序,包括包丢 失、停等应答、超时等;(4)测试程序功能的实现情况。四、具体成果形式和要求?(1)滑动窗口协议实现端对端数据传送的模拟程序。(2)按照要求撰写课程设计报告并准备答辩。进 度 安 排 起止日期 工作内容 了解网络
3、协议编程的基本知识;了解滑动窗口协议的工作机制;使用编程语言编写一个滑动窗口协议的模拟 程序,按要求实现程序。最后汇总,调试,答辩 主 要 参 考 资 料 1 谢希仁计算机网络M.4 版.北京:电子工业出版社,2003.2 李仁发.何彦.基于虚拟实验方法的滑动窗口协议分析J.系统仿真学报.2002.8(14);1026-1063.3 李建中,张冬冬.滑动窗口规模的动态调整算法J.软件 学报.2004.12(15):1800-1814.4 王栩,李建中,王伟平.基于滑动窗口的数据流压缩技术及 连续查询处理方法J.计算机研究与发展.2004.10(41):1639-1644.5 特南鲍姆.计算机网
4、络(第四版).清华出版社 指导教师 意见(签字):X年X月X日 系(教研 室)主任 意见(签字):X年X月X日 期限自年月日至年月日共周一项目的目的掌握滑动窗口协议的工作原理并能够用所学计算机高级语言进行编程模拟其运行过程培养学生的动手实践和思考能力二项目任务的主要内容和要求本次设计任务是根据滑动窗口协议的工作原帧功能在此功能上体现滑动窗口协议的运作程序按照滑动窗口协议实现端对端的数据传送包括协议的各种策略如包丢停等应答超时等都应有所仿真实现显示数据传送过程中的各项具体数据双方帧的个数变化帧序号发送和接受速度暂据传送的功能流程图编写代码实现滑动窗口协议工作的模拟程序包括包丢内容及任务停等应答超
5、时等测试程序功能的实现情况四具体成果形式和要求滑动窗口协议实现端对端数据传送的模拟程序按照要求撰写课程设计报告并准备答计算机网络课程设计说明书(封面)学院名称:计算机与信息工程学院 _ 班级名称:_ 网络工程一班 _ 学生姓名:_ 学 号:_ 201321 _ 题 目 _ 滑动窗口协议仿真 _ 指导教师 姓 名:_ 邵雪梅 _ 起止日期:_ 第一部分:正文部分 一,选题背景 早期的网络通信中,通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送 数据。由于大家不知道网络拥塞状况,一起发送数据,导致中间结点 阻塞掉包,谁也发不了数据。在数据传输过程中,我们总是希望数据 传输的更快一些,但如果发送方把数据发送的
6、过快,接收方就可能来不及 接收,这就造成数据的丢失。因此就有了滑动窗口机制来解决这些问 题。早期我们使用的是 1bit滑动窗口协议,一次只发送一个帧,等 收到ack确认才发下一个帧,这样对信道的利用率太低了。因此提出 了一种采用累积确认的连续 ARQ协议,接收方不必对收到的帧逐个发送 ack确认,而是收到几个帧后,对按序到达的最后一个帧发送 ack确认。同1bit滑动窗口协议相比,大大减少了 ack数量,并消除了延迟ack对 传输效率的影响。但是,这会产生一个新的问题,如果发送方发送了 5个 帧,而中间的第3期限自年月日至年月日共周一项目的目的掌握滑动窗口协议的工作原理并能够用所学计算机高级语
7、言进行编程模拟其运行过程培养学生的动手实践和思考能力二项目任务的主要内容和要求本次设计任务是根据滑动窗口协议的工作原帧功能在此功能上体现滑动窗口协议的运作程序按照滑动窗口协议实现端对端的数据传送包括协议的各种策略如包丢停等应答超时等都应有所仿真实现显示数据传送过程中的各项具体数据双方帧的个数变化帧序号发送和接受速度暂据传送的功能流程图编写代码实现滑动窗口协议工作的模拟程序包括包丢内容及任务停等应答超时等测试程序功能的实现情况四具体成果形式和要求滑动窗口协议实现端对端数据传送的模拟程序按照要求撰写课程设计报告并准备答个帧丢失了。这时接收方只能对前2个帧发出确认。发 送方无法知道后面三个帧的下落,
8、只好把后面的 3个帧再重传一次,这就 是回退 N 协议。为了解决这个问题,又提出了选择重传协议。当接收方 发现某帧出错后,继续接受后面送来的正确的帧,只是不交付它们,存放在自己的缓冲区中,并且要求发送方重传出错的那一帧。一旦收 到重传来的帧后,就可以将存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序 递交给主机。本文主要介绍如何根据滑动窗口协议的原理,在 Visual C+的平台上设计一个滑动窗口协议模拟程序,并最终使该程序得以实现。本 次程序设计分两部分:第一部分是发送方,第二部分是接收方。通过发送 方和接收方之间的数据帧传输模拟,学习滑动窗口协议控制流量的原理和 方法,以及滑动窗口协议的工作机制。二、
9、设计理念 2.1 滑动窗口协议工作原理 TCP骨动窗口用来暂存两台计算机间要传送的数据分组。每台运行 TCP协议 的计算机有两个滑动窗口:一个用于数据发送,另一个用于数据接收。发送端待 发数据分组在排队等待送出。被骨动窗口框入的分组,是可以在未收到接收确认 的情况下最多送出的部分。滑动窗口左端标志X的分组,是已经被接收端确认收 到的分组。随着新的确认到来,窗口不断向右骨动。滑动窗口算法工作过程如下:首先,发送方为每1帧赋一个序号(seque nee number),记作SeqNum现 在,我们忽略SeqNun是由有限大小的头部字段实现的事实,而假设它能无限增 大。发送方维护3个变量:发送窗口大
10、小(send window size),记作SWS给 出发送方能够发送但未确认的帧数的上界;?LAR表示最近收到的确认帧(last ack no wledgeme nt received)的序号;LFS 表示最近发送的帧(last frame se nt)的序号,发送方还维持如下的不变式:LAR-LFSC SWS?2-1 滑动窗口协议工作图 窗口协议算法有三个功能:在不可靠链路上可靠地传输帧 保持帧的传输顺序 支持流量控制 期限自年月日至年月日共周一项目的目的掌握滑动窗口协议的工作原理并能够用所学计算机高级语言进行编程模拟其运行过程培养学生的动手实践和思考能力二项目任务的主要内容和要求本次设计
11、任务是根据滑动窗口协议的工作原帧功能在此功能上体现滑动窗口协议的运作程序按照滑动窗口协议实现端对端的数据传送包括协议的各种策略如包丢停等应答超时等都应有所仿真实现显示数据传送过程中的各项具体数据双方帧的个数变化帧序号发送和接受速度暂据传送的功能流程图编写代码实现滑动窗口协议工作的模拟程序包括包丢内容及任务停等应答超时等测试程序功能的实现情况四具体成果形式和要求滑动窗口协议实现端对端数据传送的模拟程序按照要求撰写课程设计报告并准备答选择重传协议 在选择重传协议中,当接收方发现某帧出错后,其后继续送来的正确的帧虽 然不能立即递交给接收方的高层,但接收方仍可收下来,存放在一个缓冲区中,同时要求发送方
12、重新传送出错的那一帧。一旦收到重新传来的帧后,就可以原已 存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交高层。这种方法称为选择重发(SELECTICEREPEAT)其工作过程如图所示。显然,选择重发减少了浪费,但要 求接收方有足够大的缓冲区空间。2-2选择重传协议原理图 三、过程论述(1)发送方程序流程图:3-1发送方程序流程图(2)接收方程序流程图:期限自年月日至年月日共周一项目的目的掌握滑动窗口协议的工作原理并能够用所学计算机高级语言进行编程模拟其运行过程培养学生的动手实践和思考能力二项目任务的主要内容和要求本次设计任务是根据滑动窗口协议的工作原帧功能在此功能上体现滑动窗口协议的运作程序按照滑动
13、窗口协议实现端对端的数据传送包括协议的各种策略如包丢停等应答超时等都应有所仿真实现显示数据传送过程中的各项具体数据双方帧的个数变化帧序号发送和接受速度暂据传送的功能流程图编写代码实现滑动窗口协议工作的模拟程序包括包丢内容及任务停等应答超时等测试程序功能的实现情况四具体成果形式和要求滑动窗口协议实现端对端数据传送的模拟程序按照要求撰写课程设计报告并准备答 Computer Networks(3rdEDITION)M.Pren tice Hall.1996.3 谢希仁编着计算机网络(第5版)一一电子工业出版社 4 陈洛资.计算机网络软件设计、开发与编程M.北京:;科学出版社 1994.5 高传善.
14、计算机网络教程M.上海:复旦大学出版社.1996.6 谢希仁.计算机网络M.4版.北京:电子工业出版社,2003.7 李仁发.何彦.基于虚拟实验方法的滑动窗口协议分析J.系统仿 真学报.2002.8(14):1026-1063.学生签名 填表日期 年 月 日 第三部分:指导教师评语 第四部分:成绩评定 指导教师签名:,二是最 Tandenbaum.填表日期:年 月曰 I 芒 e 若不是 H捋收抽 井弋朽程*怡着帘 悴沖护扳忡,芒卡 见沖忙,悝 r r 琲绐祐收:汕丁若是.瑣工丄若不呈 近发送的帧,最后 期限自年月日至年月日共周一项目的目的掌握滑动窗口协议的工作原理并能够用所学计算机高级语言进行编程模拟其运行过程培养学生的动手实践和思考能力二项目任务的主要内容和要求本次设计任务是根据滑动窗口协议的工作原帧功能在此功能上体现滑动窗口协议的运作程序按照滑动窗口协议实现端对端的数据传送包括协议的各种策略如包丢停等应答超时等都应有所仿真实现显示数据传送过程中的各项具体数据双方帧的个数变化帧序号发送和接受速度暂据传送的功能流程图编写代码实现滑动窗口协议工作的模拟程序包括包丢内容及任务停等应答超时等测试程序功能的实现情况四具体成果形式和要求滑动窗口协议实现端对端数据传送的模拟程序按照要求撰写课程设计报告并准备答