資訊科技學院計算機網路基礎課程設計方案
計算機網路課程組編寫
目錄課程設計說明 (1)
課程設計選題 (2)
1. crc演算法模擬 (2)
2. 零位元填充模擬 (2)
3. 曼徹斯特編碼模擬 (2)
4. 截斷二進位制指數退避演算法 (3)
5. 透明網橋自學習與**幀演算法模擬 (3)
6. ip分片模擬 (4)
7. ip首部檢驗和演算法模擬 (4)
8. ipv4資料報封裝模擬 (5)
9. 使用子網時ip分組**模擬 (6)
10. 距離向量演算法模擬 (7)
11. udp檢驗和演算法模擬 (7)
12. 利用滑動視窗實現流量控制模擬 (8)
13. 慢開始、擁塞避免演算法模擬 (9)
課程設計示例 (11)
1. 位元組填充法解決透明傳輸模擬 (11)
1.為了加深學生對計算機網路基本原理的理解，設計編寫了此課程設計方案。
2.此方案針對《計算機網路》（謝希仁著，電子工業出版社，第五版）中講解的基本演算法
設計選題專案，內容涵蓋資料鏈路層、網路層和運輸層。
3.每乙個課程設計選題都給出了分值、頁碼、描述、提示、舉例等資訊。
●分值：指出某選題的權重。每個學生需要單獨完成20分的課程設計題量——可以
選擇1道20分題，或者2道10分題。
●頁碼：指出某選題的理論知識在課本中的頁面範圍。
●描述：指定了某選題的設計任務，並約定了輸入輸出格式。
●提示：為便於完成某選題的相關提示。
●舉例：給出了某選題的一組輸入輸出值。學生可用此值測試，但應不限於此。
4.每一課程設計需完成程式和報告兩部分內容。編寫程式的語言不限；報告在《課程設計
報告》文件中撰寫。
5.已經提供了乙個課程設計選題的程式示例供參考。示例將整個程式分成了核心演算法、輸
入輸出函式、主函式等幾個模組。建議每個課程設計參照此方式，採用模組化的設計思路。
6.課程設計需在授課結束前完成。上交紙質課程設計報告的同時，將程式和報告的電子版
上傳至的「課程設計」資料夾（賬號、密碼另行通知）。電子版採用以下方案命名：
●程式：20***14***x abc nn.rar。（整個程式資料夾用winrar壓縮）
●文件：20***14***x abc nn.doc。
其中，◆20***14***x：學號
◆abc：姓名
◆nn課程設計選題號，1-9題前面加0，即寫成01、02……09.。
注意，嚴格照此命名，不得新增其他字元、不得改變順序。
7.未盡事宜及糾錯，聯絡
1.crc演算法模擬
【分值】20分
【頁碼】p68-69
【描述】
待傳送的一組資料m以二進位制字元儲存在input_m.txt檔案中，生成多項式p以二進位制字元儲存input_p.txt檔案中。
編寫crc演算法，計算冗餘碼r並輸出到output_r檔案中。【提示】
a、模2加減可以採用按位異或運算的方法計算。
【舉例】
2.零位元填充模擬
【分值】10分
【頁碼】p74
【描述】
待傳送的原始資料以二進位制字元儲存在input.txt檔案中，內含若干5個連續1的子串、6個連續1的子串。編寫零位元填充演算法，並將結果儲存至output_f.
txt檔案；並且編寫演算法還原資料，結果儲存至output_d.txt檔案。
【提示】
a、原始資料只要包含5個連續1的子串、6個連續1的子串即可，內容任意。
【舉例】
3.曼徹斯特編碼模擬
【分值】10分
【頁碼】p80
【描述】
待傳送的原始資料以二進位制字元儲存在input.txt檔案中。編寫曼徹斯特編碼模擬演算法，將編碼的結果保證至output_e.
txt；並且編寫從電壓高低到二進位制資料的解碼演算法，結果儲存至output_d.txt。
【提示】
a、用字串「lh」代表電壓「前低後高」，表示碼元1；用字串「hl」代表電壓「前高
後低」，表示碼元0。
【舉例】
4.截斷二進位制指數退避演算法
【分值】10分
【頁碼】p82
【描述】
重傳次數儲存在input.txt檔案中。編寫截斷二進位制指數退避演算法，計算得到的重傳推遲時間存入output.txt檔案。
【提示】
a、乙太網爭用期為51.2μs，最多重傳次數為16——這些可預定義為常量。
b、若重傳已經超過16次，則將重傳推遲時間設定為-1μs，表示應丟棄該幀。
【舉例】
5.透明網橋自學習與**幀演算法模擬
【分值】20分
【頁碼】p94-96
【描述】
網路拓撲由input_top.txt檔案給出，資料幀傳送事件由input_event.txt檔案給出。
網橋初始**表為空。試編寫透明網橋自學習與**幀演算法，將網橋處理完每一傳送事件後的網橋幀**策略和當前**表輸出到output.txt檔案。
【提示】
a、為簡單起見，可以僅考慮單個兩端口的網橋。
b、input_top.txt檔案的每行包括「主機」、「連線的網橋埠號」等拓撲資訊，主機用字
母（除字母「z」）編號，網路埠用數字編號。
c、input_event.txt檔案的每行給出「源主機」、「目的主機」等資訊，其中用目的主機為「z」
表示廣播幀。
d、網橋幀**策略的可能結果有「丟棄」、「向埠x**「、」泛洪「。
e、一行中的多個字段自行決定分隔符，比如空格或製表符等。
【舉例】
input_top.txt：
6.ip分片模擬
【分值】10分
【頁碼】p123-124
【描述】
ip資料報原始長度、分片最大長度儲存在input.txt檔案中。編寫一演算法計算分片結果，將每一分片的總長度、mf、df、片偏移存入output.txt。
【提示】
a、設該ip首部無選項，ip固定首部長度為20位元組。
b、一行中的多個字段自行決定分隔符，比如空格或製表符等。
【舉例】
7.ip首部檢驗和演算法模擬
【分值】10分
【頁碼】p125
【描述】
20個位元組的某ip首部以十六進製制字元儲存在input.txt檔案中——每行8個字元（即4個位元組），其中首部檢驗和字段為0。編寫ip首部檢驗和演算法，檢驗和計算結果以4個十六進製制字元形式存入output.
txt。
【提示】
a、首部檢驗和的計算涉及每個字（16位）間的反碼算術運算求和——計算規則見課本p125
的腳注。
b、一行中的多個字段自行決定分隔符，比如空格或製表符等。
【舉例】
8.ipv4資料報封裝模擬
【分值】20分
【頁碼】p122-125
【描述】
input.txt檔案的第一行以點分十進位制給出了某ip資料報的源ip位址、第二行以點分十進位制給出了目的ip位址，第三行給出了待封裝的tcp資料報長度。整個tcp資料報的資料用字母「a」代替（ascii為0x41）。
定義ip資料報固定首部資料結構，並編寫封裝演算法，結果以每行8個的十六進製制字元（即4個位元組）存入output.txt檔案。
【提示】
a、ip資料報首部的「區分服務欄位填0、標識欄位可隨意設定、生存時間可隨意設定（比
如127），不考慮可選字段。
b、可以不考慮ip分片的問題，但應實現首部檢驗和的計算。
c、點分十進位制位址到二進位制位址的轉換可以使用winsock api（名詞解釋參見標頭檔案為）中的i***_addr函式，其函式原型如下：
d、一行中的多個字段自行決定分隔符，比如空格或製表符等。
【舉例】
output.txt：
9.使用子網時ip分組**模擬
【分值】20分
【頁碼】p133-135
【描述】
input_r.txt檔案給出了某路由器的路由表，檔案由若干行組成，每行給出了目的網路位址、子網掩碼、下一跳位址等資訊（位址均以點分十進位制表示）；input_d.txt檔案給出了該路由器收到的一系列ip資料報點分十進位制表示的目的ip位址。
編寫使用子網時ip分組**演算法，將每乙個ip資料報的處理結果輸出到output.txt檔案。
【提示】
a、點分十進位制位址到二進位制位址的轉換可以使用winsock api中的i***_addr函式。
b、一行中的多個字段自行決定分隔符，比如空格或製表符等。
【舉例】
input_r.txt：（注：每行包括目的網路位址、子網掩碼、下一跳位址等資訊；最後一行給出了預設路由）
10.距離向量演算法模擬
【分值】20分
【頁碼】p148-149
【描述】
input_r.txt檔案給出了某路由器rx的當前路由表資訊，檔案由若干行組成，第一行為路由器名，後續每行給出了目的網路（以網路名稱表示）、距離、下一跳路由器等資訊；input_n.txt 檔案給出了路由器rx剛接收到的來自相鄰路由器ry的rip路由更新資訊，檔案由若干行組成，第一行為路由器名，後續每行給出了目的網路、距離、下一跳路由器等資訊。
編寫距離向量更新演算法，將路由器rx更新後的路由表寫入output.txt。
【提示】
a、可參照課本p149例4-5，以網路名稱表示目的網路、以路由器名稱或「直接交付」給
出下一跳路由器資訊。
b、一行中的多個字段自行決定分隔符，比如空格或製表符等。
【舉例】
11.udp檢驗和演算法模擬
【分值】10分
【頁碼】p185-187
【描述】
input.txt檔案的第
一、二行分別以點分十進位制給出某即將傳輸的udp資料報的源ip位址和目的ip位址，後續每行8個十六進製制字元（即4個位元組）給出整個udp資料報的資料（其中檢驗和字段為0，最後一行可能少於4個位元組）。編寫udp檢驗和演算法，檢驗和計算結果以4個十六進製制字元形式存入output.txt。
【提示】
a、點分十進位制位址到二進位制位址的轉換可以使用winsock api中的i***_addr函式。
b、udp的檢驗和計算包括偽首部、udp首部和udp資料部分，其中資料部分位元組數為奇
數時需在末尾填入乙個全零位元組參與計算。
c、一行中的多個字段自行決定分隔符，比如空格或製表符等。
【舉例】
12.利用滑動視窗實現流量控制模擬
【分值】20分
【頁碼】p203-204
【描述】
input.txt檔案的第一行給出主機a傳送給主機b的tcp報文段的大小（單位：位元組），第二行給出了主機a傳送的起始序號seq，第三行給出了主機b設定的初始接收視窗rwnd 的大小（單位：
位元組），後續若干行描述了報文段傳輸事件——每行的第乙個欄位是方向（「a->b」或「b->a」），若方向為「a->b」則該行後續字段包括標誌（「新發」或「重發」）、結果（「成功」或「丟失」），若方向為「a->b」則該行後續欄位為新的接收視窗rwnd。編寫利用滑動視窗實現流量控制模擬演算法，將處理結果寫入output.txt——每行為一次傳輸事件的資訊，包括方向、序號（若方向為「a->b」則為傳送序號seq，若方向為「b->a」則為確認序號ack）、a主機實際還可傳送的位元組數（即減去已發位元組數）、a主機實際還可傳送的序號範圍（若前一字段為0則不寫此項）。
【提示】
a、設定兩全域性變數分別記錄傳送序號seq和確認序號ack，在處理每一事件時及時更新seq、ack的值。
b、確認序號ack是期望收到對方下乙個報文段的第乙個資料位元組的序號。
c、設定一陣列記錄傳輸丟失的報文段序號，以便重傳。
d、若一行有多個字段，自行決定分隔符，比如空格或製表符等。
【舉例】
13.慢開始、擁塞避免演算法模擬
【分值】20分
【頁碼】p208-210
【描述】
input_s.txt檔案給出了慢開始門限ssthresh狀態變數的初始值；input_c.txt檔案給出了若干個出現網路擁塞的傳輸輪次（取值在1-30之間）。
編寫慢開始、擁塞避免模擬演算法，計算並輸出前30個傳輸輪次的擁塞視窗cwnd等資訊，結果存入output.txt——每行包含輪次、cwnd、ssthresh、現用演算法等資訊。
【提示】
a、此模擬中的視窗單位不使用位元組而使用報文段的個數。
b、擁塞視窗cwnd的初值為1，即第1傳輸輪次允許傳輸乙個報文段，傳輸成功後cwnd
即按照指數規律增長為2。
c、若一行有多個字段，自行決定分隔符，比如空格或製表符等。
【舉例】
課程設計示例
1.位元組填充法解決透明傳輸模擬
【分值】10分
【頁碼】p67
【描述】
待傳送的原始資料以十六進製制字元儲存在input.txt檔案中，內含soh（0x01）、eot （0x04）、esc（0x1b）等字元。編寫位元組填充演算法，並將結果儲存至output_f.
txt檔案；並且編寫演算法還原資料，結果儲存至output_d.txt檔案。
【提示】
a、原始資料只要包含3種特殊字元即可，內容任意。
b、儲存原始資料的input.txt檔案中只可能出現十六進製制字元，且長度為偶數。
【舉例】
【程式】12
3456
78910
1112
1314
1516
1718
1920
2122
2324
2526
2728
2930
3132
3334
3536
3738
3940
4142
4344
4546
4748
4950
5152
5354
5556
5758
5960
6162
6364
6566
6768
6970
7172
7374
7576
7778
7980
8182
8384
8586
8788
8990
9192
9394
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1 題目 netsim軟體綜合實驗 2 課程設計的目的 在學習 計算機網路 課程過程中，了解和掌握基本的網路規劃和設計的方法，並學會在netsim軟體平台下相關裝置和網路邏輯設計的配置方法，實現網路規劃的目的，最終形成乙個詳細的設計方案。3 課程設計的拓撲圖和目標 a.netsim軟體的基本使用方法...
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