计算机网络实验教学大纲

实验名称：实验一、模拟Ethernet帧的发送过程（即CSMA/CD协议的实现） 实验类型：综合性实验

实验类别：基础□专业基础√专业□ 实验学时：2（4）

所涉及的课程及知识点：

计算机网络；局域网技术、Ethernet帧、CSMA/CD协议。 实验目的

局域网技术发展十分迅速，目前，Ethernet是应用最广泛的局域网。因此，学习Ethernet技术对深入掌握局域网知识是非常重要的。本课程设计的目的是模拟Ethernet帧的发送过程，使学生熟悉Ethernet帧的数据发送流程，即CSMA/CD工作流程。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔。 实验内容

编写程序模拟Ethernet结点的数据发送流程。实验要求用两个线程模拟两台网络中的主机进行网络通信。通信中进行数据的发送时，由发送的线程号和总线模拟变量进行或运算，当结果与要发送的数据相等时，既说明没有发生冲突，没有冲突就记录数据发生的次数；如果不相等，则说明发生了冲突，发生冲突后，对两台主机进行冲突次数记录，并分别调用冲突处理函数，进行延迟时间的推算（延迟函数是根据网络数据发生冲突时的原理CMSA/CD来进行时间的计算）。再获得延迟时间后，分别对两个线程延迟。数据发送后置接收标志，然后接收数据。在数据接收完之后，判断循环次数，当次数满时，退出循环。在循环中，可以添加一些其他的线程处理机制。聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測。 实验仪器设备和材料清单

要求：具备局域网网络环境,VC++ 实验要求

课外必须预习，根据实验任务，查阅资料，进行理论分析和研究，确定实验方案，或根据规定的实验方案，确定实验步骤。准备、编写实验程序，另安排了4学时的课外上机时间，学生可根据自己的实际情况，延长课外机时。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒。 实验步骤

1）用两个线程a和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）。酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭。 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）。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔。 4）每台主机须向总线上成功发送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 sendsuccess”，产生冲突（即Bus ！＝ID）后报告“ID send conllision”，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增加，报告其已发送成功的次数，如“主机A发送成功数=3”。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍。 实验成绩评定方法

实验成绩总分以100分计，其中实验准备占30％，实验操作占40％，其它占30%。 实验报告要求

要求学生从实验方法的建立、实验步骤的设计、实验设备的选择、实验数据的处理、实验结果的分析讨论等方面写出报告。厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩。 1 / 10

报告包含：

系统概述运行环境编译使用方法实现环境程序文件列表等 主要数据结构 主要算法

遇到的问题及解决方法 体会与建议

可正确编译的可读性好的源代码 八、思考题

实验名称：二、发送 Ethernet ARP包 实验类型：综合性实验

实验类别：基础□专业基础√专业□ 实验学时：2（4）

所涉及的课程及知识点：

计算机网络；地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)、ARP协议的帧结构。茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐。 一、实验目的

IP数据包常通过Ethernet发送。Ethernet设备并不识别32位IP地址，它们是以48位MAC地址传输Ethernet数据包的。因此，IP驱动器必须把IP目的地址转换成Ethernet网络目的地址。这两种地址之间存在着某种静态的或动态的映射，通常需要查看一张表来进行这种映射。地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP）就是用来确定这些映象的协议。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘。 ARP工作时，送出一个含有所希望的 IP地址的Ethernet广播数据包。目的地主机（或另一个代表该主机的系统）以一个含有IP和Ethernet地址对的数据包作为应答。发送者将这个地址对高速缓存起来，以节约不必要的ARP通信。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞。 本课程设计的目的是进一步熟悉ARP协议的帧结构以及它的运作过程。 二、实验内容

在熟悉ARP协议并了解Winpcap编程的前提下，构造ARP包，选择并打开网卡，将ARP包发送出去。

1）命令行格式：

arpsend src_ip src_mac dst_ip dst_mac flag 其中arpsend作为程序名。 各参数意义： ·src_ip：源IP地址。 ·src_mac：源MAC地址。 ·dst_ip：目的IP地址。 ·dst_mac：目的MAC地址。 ·flag：0表示ARP请求；1表示ARP应答。 例如：

arpsend 192.168.1.I FA:01:02:C3:04:05 192.168.1.2 0D:E1:02:03:B4:06 1預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥。 2）输出：Send OK。

3）程序的正确性的检验。可以安装一个截包软件，如 Iris，运行该软件以查看能否收到程序发出的ARP包，并检查包中各字段填充的内容（如各地址、协议类型）是否准确。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨。 2 / 10

三、实验仪器设备和材料清单

要求：具备网络环境并连入Internet，VC++ 四、实验要求

课外必须预习，根据实验任务，查阅资料，进行理论分析和研究，确定实验方案，或根据规定的实验方案，确定实验步骤。准备、编写实验程序，另安排了4学时的课外上机时间，学生可根据自己的实际情况，延长课外机时。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵。 五、实验步骤

●首先，定义ARP包的数据结构。根据ARP分组结构，分别定义两个子结构，即物理帧结构。

/*DLC头数据结构*/ typedef struct DLCHeader { unsigned char DesMAC[6]; unsigned char SreMAc[6]; unsigned short Ethertype; } DLCHEADER; //ARP桢

typedef struct ARPFrame {

unsigned short HW_Type; unsigned short Prot_Type; unsigned char HW_Addr_Len; unsigned char Prot_Addr_Len; unsigned short Flag;

unsigned char Send_HW_Addr[6]; unsigned char Send_Prot_Addr[4]; unsigned char Targ_HW_Addr[6]; unsinged char Targ_port_Addr[4]; unsigned char padding[18]; }ARPFRAME;

// ARP包=DLC头+ARP帧 typedef struct ARPPacket; {

DLCHEADER dlcHeader; ARPFRAME arpFrame; }

*PARPPACKET

ARPPacket ARPPACKET; ● 其次，定义三个子函数。

ⅰ TransAndFilellMAC(CHAR *argv,unsigned char*a)

其功能是判断argv(MAC地址)的格式是否正确。正确，则将它填到a中 并返回1；否则，指出MAC格式错误并返回0。 ⅱ TransAndFilellIP(CHAR *argv,unsigned char*b)

其功能是判断argv(IP地址)的格式是否正确。正确，则将它填到b中，并返回1；否则，指

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