ARQ协议模拟实现课程设计报告.docx
课程设计报告学院：*专业名称：软件工程课程名称：网络技术课程设计课程代码：*所在班级：*学号：*姓名：fccc*c*c课题名称：ARQ协议模拟实现任课老师：*完成时间:2023第1章试验介绍11.l试验目的1第2章协议介绍12.1停止等待协议的简洁介绍（ARQ）12.2停等协议中相关事务的介绍12.3连续ARQ协议简述22. 3.1介绍23. 3.2*i2第3章试验环境34. 1试验环境3第4章停止等待ARQ协议35. 1试验内容34.2试验步骤44.3停等协议的模拟实现44.4试验结果9第5章连续ARQ协议125.1试验内容125.2试验设计及分析125.2.1窗口机制总体设计及分析125.2.2协议选择及分析135.2.3发送方与接收方设计流程135.3程序测试18引言ARQ协议中，发送方每发送一个字符便要启动计时器，在规定时间内，若发送方未收到接收方返回的确认信息，则认为超时，需重发原字符。经过思索,我通过for循环反复读取file2文件实现了这确定时功能，而循环的次数则确定定时器的时间。此外还可利用c+语言自带的timeO函数来实现计时功能。此外，为便利读取中间结果，file2文件的内容每次都会更新，并且接受简洁的字符代表困难的字符串，这些简化都使程序更加简洁，但并未影响整个模拟功能的实现。为了更加流畅地更新、利用文件中的数据，senderO函数调用了receiver()函数，以刚好对文件数据进行接收端的相应处理，以供发送端运用。从而模拟实现整个发送接收过程。第1章试验介绍1. 1试验目的(1)驾驭停止等待协议的基本原理(2)理解数据链路层的主要功能(数据出错限制，数据重复限制，数据丢失限制等等)(3)分析简洁的协议数据单元(4)驾驭停止等待协议的运行机制(5)了解连续ARQ协议(6)驾驭滑动窗口的工作机制第2章协议介绍2. 1停止等待协议简洁介绍(ARQ)：停止等待协议是数据链路层的几个协议中最基本的协议，是数据链路层各种协议的基础。此试验是基于winsock编程，是在VC+6.0的windows界面下和限制台下实现的。它接受客户机/服务器(C/S)模型。停止等待协议就是通过双方的收发数据而达到相互通信的目的。在通信时，当收方收到一个正确的数据帧后，便会向发送方发送一个确认帧ACK,表示发送的数据正确接收。当发送方收到确认帧后才能发送一个新的数据帧，这样就实现了接收方对发送方的流量限制。由于通信线路质量各方面的影响，数据帧从发送方到接收方传输的过程中可能会出现差错。为了保证数据的正确性和完整性，接收方在收到数据后，会用确定的方法对接收到的数据进行差错检验，所以接收方很简洁检测出收到的数据帧是否出现差错。当接收方发觉收到的数据出现差错时，就会向发送方发送一个否认帧NAK,表示对方发送的数据错误。发送方会依据接收方发来的信息做出相应的操作。接受这样的有效的检错机制，数据链路层可以对上面的网络层供应了牢靠的传输的服务。2. 2停等协议中相关事务的介绍帧丢失：有时，链路上的噪声干扰很严峻，或者由于其他的一些缘由，接收方收不到发送方发送过来的数据帧，这种状况称为数据帧丢失。发生数据帧丢失时，接收方自然不会向发送方发送任何应答帧。假如发送方要等收到收方的应答信息后再发送下一个数据帧，那么双方将恒久等下去，这样就出现了死锁现象。为了解决这个问题，可在发送方发送完一个数据帧后，就启动一个超时定时器。若到了超时定时器所设置的重发时间仍收不到收方的任何应答帧，则发送方就重传前面所发送的这一数据帧。假如在重传时间内收到确认信息，则将超时定时器清零并停止计时。一般的时间设置为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间二帧重复：若丢失的是应答帧，则超时重发将会使接收方收到两个同样的数据帧。由于接收方无法识别重复的数据帧，因而在接收方收到的数据中出现了一种接收序号差错，称为重复帧。要解决这个问题，必需使每一个数据帧带上不同的发送序号。若接收方收到序号相同的数据帧，就表明出现了重复帧。这时接收方应当丢弃这个重复帧，同时向发送方发送一个确认帧。因为接收方这时已经知道发送方没有收到上一次发送的确认帧。大家都知道，任何一个编号系统的序号所占用的比特数应是有限的。经过一段时间，发送序号就可重复。运用序号占用的比特数越少，数据传输的额外开销就越少。对于停等协议，由于每发送一个数据帧就停止等待，用一个比特来编号就够了，也就是说序号轮番运用O和葭帧出错：数据在传输的过程中，不行能保证100%的正确传输，而错误的数据帧对于接收方来说是没有什么意义的。为了避开收到错误的数据帧，接收方在收到数据帧后，就会接受确定的机制对收到的数据帧进行校验，当校验数据正确时，会向高层传送该帧，反之，则丢弃该帧，从而对上面的网络层供应了传输的服务。2. 3连续ARQ协议简述2.1.1 介绍问退n帧(go-back-n)GBN,以及选择性重传(SeIeCtiVerePeat)ARQ,两种协议是滑动窗口技术与请求重发技术的结合，由于窗口尺寸开到足够大时，帧在线路上可以连续地流淌，因此又称其为连续ARQ协议。连续重发请求ARQ方案是指发送方可以连续发送一系列信息帧，即不用等前一帧被确认便可接着发送下一帧，效率大大提高。但在这种重发请求方案中，须要在发送方设置一个较大的缓冲存储空间(称作重发表)，用以存放若干待确认的信息帧。当发送方收到对某信息帧的确认帧后,便可从重发表中将该信息帧删除。所以，连续重发请求ARQ方案的链路传输效率大大提高，但相应地须要更大的缓冲存储空间。在这一协议中，当发送站点发送完一个数据帧后，不是停下来等待应答帧，而是可以连续再发送若干个数据帧。假如在此过程中又收到了接收端发来的应答帧，那么还可以接着发送数据帧。由于削减了等待时间，整个通信的吞吐量就提高了。ARQ代表的是自动重传请求(AmoRepeatreQuest,ARQ),而GBN与选择重传都属于其中。其中BGN的接收窗口是1,且具有累计确认的特点。而选择重传没有累计确认的特点。2.1.2 特点与原理连续重发请求ARQ方案的特点如下：(1)发送方连续发送信息帧，而不必等待确认帧的返回；(2)在重发表中保存所发送的每个帧的备份；(3)重发表按先进先出(FIFO)队列规则操作；(4)接收方对每一个正确收到的信息帧返回一个确认帧，每一个确认帧包含一个惟一的序号，随相应的确认帧返回；(5)接收方保存一个接收次序表，包含最终正确收到的信息帧的序号。当发送方收到相应信息帧的确认后，从重发表中删除该信息帧的备份；(6)当发送方检测出失序的确认帧(即第N号信息帧和第N+2号信息帧的确认帧已返回，而N+1号的确认帧未返同）后，使重发未被确认的信息帧图27连续ARQ协议工作原理第3章试验环境3. 1试验环境在ViSUalstudio环境下，接受c+程序设计语言，模拟实现ARQ协议。第4章停止等待ARQ协议4. 1试验内容（1） Pl模拟发送方：首先从界面读取待发送字符（每接受一个字符的输入），保存到文件filel.txt中，并启动计时器；（2） p2模拟接收方，它从filel.txt中查找是否有新字符到来，并供应模拟界面给用户选择：1、Ack-接收该字符2、NAK-）丢弃3、无反应一导致超时将用户选择的结果记录到file2.txt中；接收的字符保存到file3.txt中；（3） PI等待接收方应答：读取file2.txt确定下面的操作：1、假如是ACK,则接着接收用户输入；2、假如是NAK,则重传该字符；3、假如超时仍没有新的ACK或NAK,则重传该字符。注：filel.txt要发送的串，file2.txt保存中间结果，file3.txt接受的串，由试验者自己生成。4.2试验步骤(1)编写receiver()函数模拟接收端的相应处理过程；(2)编写senderO函数模拟发送端相应处理过程，其中sender函数调用了receiver()函数;(3)编写主函数main()函数，调用Sender()和receiver()函数来实现整个发送接收过程，进而模拟了ARQ协议的实现。4.3停等协议的模拟实现ttinclude<iostream,h>ttinclude<stdlib.h>include<fstream.h>下面是两个函数原型voidreceiver(int,fstream&,fstream&,ofstream&);接收方voidsender(fstream&datafilel,fstreamdatafile2,ofstream&datafile3);发送方voidmain()(fstreamdatafilel,datafile2;ofstreamdatafile3;CoUt。下面起先数据的传输，留意：传输数据以“！”结束<<cndl;sender(datafilel,datafile2,datafile3);CoUt<<"数据传输结束“<<endl;)接收端voidreceiver(inti,fstream&datafilel,fstreamdatafile2,ofstream&datafile3)(charr,re;datafilel.open(，/filelz,ios:outios:in);if(!datafilel)(COUt<<”文件打开失败！"<<endl;exit(O);datafilel.seekg(i-l,ios:beg);datafilel.get(r);打开filcl,并从指定位置读取一个字符if(r!三,)if(r>=A,&&r<=JZ')若读取的字符有效，即正确接受字符(datafile3.OPeri(filc3”,ios:app);if(!datafile3)(CoUt<<”文件打开失败！,<<endl;exit(O);)datafile3<<r;将收到的字符写入文件filc3COUt<<"字符已正确接收“<<cndl;CoUt。准备发送确认信息ACKKcndl;COUt<<请输入A,并以回车结束"<<endl"/'A'代表Aelrcin>>re;datafile2.open(z,file2z,ios:out);if(!datafile2)COUt<<”文件打开失败！"<<endl;exit(O);datafilc2<<re;将确认信息写入file2)if(r<'A'Ir>'Z')读取的字符无效,即接受字符出错(CoUt<<接收字符错误。Cnd1;COUt<<准备发送信息NAK”<<endl;CoUt«请输入字符'N',并以回车结束'字代表NAK"cin>>re;datafile3.OPen("file3");if(!datafile3)CoUt文件打开失败！"<<endl;exit(O);datafilc3<<rc;返回出错信息,将'N,写入file3)datafilel.close();datafile2.close();
