编程模拟实现数据链路层协议中的停等协议

一、实验题目：编程模拟实现数据链路层协议中的停等协议二、实验目的：1、掌握停止等待协议的基本原理 2、理解数据链路层的主要功能（数据出错控制，数据重复控制，数据丢失控制等等） 3、分析简单的协议数据单元 4、掌握停止等待协议的运行机制 三、停止等待协议的算法, 在发送节点： （1） 从主机取一个数据帧，送交发送缓存。 （2） 发送状态变量V（S）初始化，V（S）0。 （3） 将发送状态变量值写入数据帧中的发送序号N（S），N（S）V（S）。 （4） 将发送缓存中的数据帧发送出去。 （5） 设置超时计时器（选择适当的超时重传时间Tout ）。 （6） 等待。 （7） 收到确认帧ACKn，若n=1-V(S),则： 从主机取一个新的数据帧，放入发送缓存： V（S）1-V(S)；转到（3）。 否则，丢弃这个确认帧，转到（6）。 （8） 若超时计时器时间到，则转到（4）。 在接收节点： （1） 接收状态变量初始化，V（R）0。 （2） 等待。 （3） 收到一个数据帧： 若N（S）=V(R)，则执行（4）； 否则丢弃此数据帧，然后转到（6）。 （4） 将收到的数据帧中的数据部分送交上层软件。 （5） 更新接收状态变量，准备接收下一个数据帧，V（R）1-V(R)。 （6） nV(R),发送确认帧ACK，转到（2）。四、程序源代码：#include #include #include #include /异常类#ifndef _HZH_Exception_#define _HZH_Exception_#define EXCEPTION_MESSAGE_MAXLEN 256class Exceptionprivate:char m_ExceptionMessageEXCEPTION_MESSAGE_MAXLEN;public:Exception(char *msg)strncpy(m_ExceptionMessage, msg, EXCEPTION_MESSAGE_MAXLEN);char *GetMessage()return m_ExceptionMessage;#endif#ifndef _ARQ_H_#define _ARQ_H_ /停止等待协议BSC控制字符#defineSTX(char)2/文始#defineETX(char)3/文终#defineENQ(char)5/询问#defineSYN(char)16/同步#defineEOT(char)4/送毕#defineACK(char)6/正应答#defineNAK(char)15/负应答/BSC数据报文格式#define MAXBSCLENGTH 1000/理想最大值是1500-46-4=1450,从而保证UDP协议的IP数据报不分组typedef struct Datagramchar header;/开始字符bool number;/0或者1char dataMAXBSCLENGTH;/正文char bcc;/控制字符char tail;/结束字符 BSC;#endif/ 服务器端口#define SERVER_PORT 2280 /最大重传次数#define MAXRETRY 8 /传送传时时间#define TIMEOUT 3000#pragma comment(lib,ws2_32.lib)/设置link时的lib库using namespace std;SOCKET PrimaryUDP;char ServerIP20;char FilePathMAX_PATH;bool g_number = false; / 用作奇偶检校的序号char g_bcc; /返回的控制字符HANDLE m_hEvent;void InitWinSock() / 初始化套接字WSADATA wsaData;if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)throw Exception(Windows sockets 2.2 startup unsuccessful);elseprintf(Using %s (Status: %s)n,wsaData.szDescription, wsaData.szSystemStatus);printf(with API versions %d.%d to %d.%dnn,LOBYTE(wsaData.wVersion), HIBYTE(wsaData.wVersion),LOBYTE(wsaData.wHighVersion), HIBYTE(wsaData.wHighVersion);void mksock(int type) PrimaryUDP = socket(AF_INET, type,0);if (PrimaryUDP 0)throw Exception(create socket error);void BindSock() / 绑定套接字sockaddr_in sin;sin.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;sin.sin_family = AF_INET;sin.sin_port = 0;if (bind(PrimaryUDP, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin) 0)throw Exception(bind error);bool ASendto()sockaddr_in remote;remote.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(ServerIP);remote.sin_family = AF_INET;remote.sin_port =htons(SERVER_PORT);int fromlen = sizeof(remote);FILE * file;/打开文件if(file = fopen(FilePath, rb) = NULL)coutFilePath open errorendl;return false;coutfile open succeedendl;/ 设置文件指针位置SetFilePointer(file, 0, NULL, FILE_BEGIN);BSC bsc;bsc.header = STX;bsc.tail = ETX;/ 设为有信号SetEvent(m_hEvent);/ 分段序号bool number = false;unsigned long dwRead = -1;bool sendComplete = false;while(!sendComplete)/清空数据memset(bsc.data,0,MAXBSCLENGTH);/当前分块的奇偶序号bsc.number=number;/记录当前的分块序号g_number = bsc.number;if (dwRead =-1)/第一次应发送文件请求消息/发送文件请求bsc.bcc = ENQ;char * filename = FilePath;if (filename = strrchr(FilePath,)=NULL)filename = FilePath;else+filename;strcpy(bsc.data,filename);dwRead = 0;elseif(!feof(file)bsc.bcc = SYN;int i = fread(bsc.data, sizeof(char),MAXBSCLENGTH , file);coutread:itsend:sizeof(bsc.data)endl;dwRead+=i;else/发送完毕bsc.bcc = EOT;sendComplete = true;coutsend complete.send size:dwReadendl;fclose(file);for(int i=0;iMAXRETRY;i+)sendto(PrimaryUDP,(char*)&bsc,sizeof(bsc),0,(sockaddr*)&remote,fromlen);ResetEvent(m_hEvent);DWORD reslut = WaitForSingleObject(m_hEvent,TIMEOUT);if (reslut = WAIT_OBJECT_0)/收到应答消息,一种是ACK,一种是NAKif (g_bcc = NAK)if (i = MAXRETRY -1)return false;continue; /继续重传else/收到应答消息break;else if(i = MAXRETRY-1)coutsend file failedendl;return false;number = !number; /开始发下一段数据return true;DWORD WINAPI ARecv(LPVOID lpParam)sockaddr_in remote;int sinlen = sizeof(remote);BSC buffer;int iread = 0;while (true)iread = recvfrom(PrimaryUDP,(char*)&buffer,sizeof(buffer),0,(sockaddr*)&remote,&sinlen);/处理ACK与NAKif (iread = SOCKET_ERROR)continue;/与当前的分块序号进行比较,看是不是当前块的应答if (buffer.number!=g_number)continue;if (buffer.bcc = ACK | buffer.bcc = NAK) /保存返回的控制字符g_bcc = buffer.bcc;SetEvent(m_hEvent);return 0;int _tmain(int argc, _TCHAR* argv)InitWinSock();mksock(SOCK_DGRAM);BindSock();coutServerIP;coutFilePath;m_hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);CreateThread(NULL, 0, ARecv, NULL, 0, NULL); if (!ASendto()coutfile send failedendl;getchar();getchar();getchar();return 0;/ receiver.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。/ 服务器端口#define SERVER_PORT 2280#pragma comment(lib,ws2_32.lib)/设置link时的lib库using namespace std;/SOCKET PrimaryUDP;char FileSavePathMAX_PATH;void rInitWinSock()/初始化套接字WSADATA wsaData;if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)throw Exception(Windows sockets 2.2 startup unsuccessful);elseprintf(Using %s (Status: %s)n,wsaData.szDescription, wsaData.szSystemStatus);printf(with API versions %d.%d to %d.%dnn,LOBYTE(wsaData.wVersion), HIBYTE(wsaData.wVersion),LOBYTE(wsaData.wHighVersion), HIBYTE(wsaData.wHighVersion);void rmksock(int type)PrimaryUDP = socket(AF_INET, type,0);if (PrimaryUDP 0)throw Exception(create socket error);void rBindSock()sockaddr_in sin;sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;sin.sin_family = AF_INET;sin.sin_port = htons(SERVER_PORT);if (bind(PrimaryUDP, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin) 0)throw Exception(bind error);DWORD WINAPI rARecv(LPVOIDlpParam)FILE * file = NULL;sockaddr_in remote;int sinlen = sizeof(remote);BSC buffer,bsc;bsc.header = STX;bsc.tail = ETX;memset(bsc.data, 0, MAXBSCLENGTH);int iread = 0;unsigned long dwReceived = 0;bool number = true;/发送方的数据开始发送时的序号设为0,为了判断是不是第一次一段数据,所以这里标为1while (true)iread= recvfrom(PrimaryUDP,(char*)&buffer,sizeof(buffer),0,(sockaddr*)&remote,&sinlen);if (SOCKET_ERROR = iread | buffer.header != STX | buffer.tail != ETX)/数据错误,发送负应答coutreceived a error dataendl;bsc.bcc = NAK;bsc.number=false;/number这时没有实际的意义sendto(PrimaryUDP,(char*)&bsc,sizeof(bsc),0,(sockaddr*)&remote,sinlen);continue;if (buffer.number = number)/重复收到数据,发送应答消息coutreceived a repeat dataendl;bsc.bcc = ACK;bsc.number = buffer.number;sendto(PrimaryUDP,(char*)&bsc,sizeof(bsc),0,(sockaddr*)&remote,sinlen);continue;switch(buffer.bcc)case ENQ:number = !number;/准备接收下一段数据/文件请求coutreceived a file request message,filename:buffer.dataendl;/打开文件if(strcmp(FileSavePath+strlen(FileSavePath)-1),)!=0)strcat(FileSavePath,);strcat(FileSavePath,buffer.data);if(file = fopen(FileSavePath, ab) = NULL)coutfile open failedendl;return -1;break;case SYN:number = !number;/文字发送中int i =0;if(i=fwrite(buffer.data, sizeof(char), sizeof(buffer.data), file) = 0)cout write failed endl;return -1;dwReceived += i;coutwrite:itreceived:sizeof(buffer.data)endl;break;case EOT:number = !number;/文件发送完毕coutfile received completely,save path:FileSavePath,received size:dwReceivedendl;fclose(file);break;default:/数据错误,发送负应答bsc.bcc = NAK;bsc.number=false;sendto(PrimaryUDP,(char*)&bsc,sizeof(bsc),0,(sockaddr*)&remote,sinlen);continue;break;/发送应答消息bsc.bcc = ACK;bsc.number = buffer.number;sendto(PrimaryUDP,(char*)&bsc,sizeof(bsc),0,(sockaddr*)&remote,sinlen);return 0;int r_tmain(int argc, _TCHAR* argv)InitWinSock();mksock(SOCK_DGRAM)