計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計報告-- 幀封裝

1、<p><b>　　設(shè)計報告</b></p><p>　　課 程 計算機網(wǎng)絡(luò) </p><p>　　設(shè)計名稱 幀封裝 </p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>　　同組人姓名 &

2、lt;/p><p><b>　　同組人學(xué)號 </b></p><p>　　實驗日期 2011-6-9 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　成 績 </p><p&

3、gt;　　2011年 6 月 9 日</p><p><b>　　一、設(shè)計目的和要求</b></p><p><b>　　1、實驗?zāi)康?lt;/b></p><p>　　幀是在數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與交換的基本單位。構(gòu)造幀對于理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念、協(xié)議執(zhí)行過程以及網(wǎng)絡(luò)問題處理的一般方法具有重要的意義。本次課程設(shè)計的目的是應(yīng)用數(shù)據(jù)鏈

4、路層與介質(zhì)訪問控制層的知識，根據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層的基本原理，通過構(gòu)造一個具體的Ethernet幀，從而深入理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念與網(wǎng)絡(luò)問題處理的一般方法。</p><p><b>　　2、實驗要求</b></p><p>　　本程序的功能是進(jìn)行幀封裝。</p><p>　　以命令行形式運行：framer inputfile outputfile 其中

5、framer為程序名；inputfile為輸入文件；outputfile為輸出文件；成功封裝后顯示“幀文件 outputfile 封裝完成”。</p><p>　　二、設(shè)計說明（包括設(shè)計分析，系統(tǒng)運行環(huán)境，設(shè)計中的重點和難點，輸入和輸出條件等）</p><p>　　程序共分三個部分：填充幀頭部字段，填充數(shù)據(jù)字段，計算CRC校驗碼并填充。</p><p>　　1. 填

6、充幀頭部字段</p><p>　　在這一部分需要向輸出文件寫入前導(dǎo)碼、幀前定界符、目的地址、源地址和長度字段。寫入前四個部分十分簡單，而寫入長度字段時需要計算輸入文件的長度。所以計算輸入文件長度的方法如下所示：</p><p>　　int length=0;</p><p>　　infile.seekg(0,ios::end);//將讀指針移到文件末尾。</p

7、><p>　　length=infile.tellg();//計算指針偏移量，即為輸入文件的長度。</p><p>　　unsigned char* data=new unsigned char[length];//創(chuàng)建字符指針并根據(jù)文件長度初始化。</p><p>　　infile.seekg(0,ios::beg);//將讀指針移到文件開始。</p>

8、<p>　　infile.read(data,length);//將文件數(shù)據(jù)讀入到字符指針data中。</p><p>　　file.put(char(length>>8));</p><p>　　file.put(char(length&0xff));//將文件長度值按照逆序?qū)懭氲捷敵鑫募拈L度字段中。</p><p>　　file.

9、write(data,length);//將data內(nèi)容寫入到輸出文件中。</p><p>　　這種方法采用的是使用文件流相關(guān)函數(shù)的辦法，簡單明了，可以先獲得文件數(shù)據(jù)長度，再申請相同大小的空間，不會造成空間上的浪費。</p><p><b>　　2. 填充數(shù)據(jù)字段</b></p><p>　　在數(shù)據(jù)字段中，數(shù)據(jù)字段的最小長度為46B。如果幀的L

10、LC數(shù)據(jù)少于46B，則應(yīng)將數(shù)據(jù)字段填充至46B。填充字符是任意的，不計入長度字段值中。在程序中是用一下方法實現(xiàn)的：</p><p>　　//如果輸入文件長度不足B，則用補足B</p><p>　　if(length<46)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(int j=length

11、;j<46;j++)</p><p>　　file.put(char(0x00));</p><p><b>　　}</b></p><p>　　3.計算CRC校驗碼并填充</p><p>　　幀封裝的最后一步就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗，并將校驗結(jié)果記入幀校驗字段。本程序中實現(xiàn)的是CRC-8校驗算法，方法如下所示：<

12、/p><p>　　file.put(char(0x00));//將數(shù)據(jù)字段后添加個</p><p>　　file.seekg(8,ios::beg);//將讀指針指向目的地址字段，從此處開始CRC計算</p><p>　　unsigned char ch;//ch用來保存讀入的字符。</p><p>　　unsigned char crc=cha

13、r(0x00);//余數(shù)初始值為。</p><p>　　while(1)//進(jìn)行CRC計算</p><p><b>　　{</b></p><p>　　file.get(ch);</p><p>　　if(ch==0xff)//判斷是否到了文件結(jié)尾，如果是，則退出循環(huán)。</p><p><b

14、>　　break;</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)//對入讀入的字符的位分別處理。</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(0x80==(crc&(0x80)))//當(dāng)前余數(shù)最高位為，需要進(jìn)行除法運算。</p><p><b&g

15、t;　　{</b></p><p>　　crc=(crc<<1)&(0xff);//crc左移位，最低位補。</p><p>　　crc=crc|((ch&0x80)>>7);//將輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)的值遞補到余數(shù)末位。</p><p>　　crc=crc^(0x07);//進(jìn)行除法運算，即與除數(shù)的低位相異或。</

16、p><p><b>　　}</b></p><p>　　else//當(dāng)前余數(shù)的最高位為，不需要進(jìn)行除法運算。</p><p><b>　　{</b></p><p>　　crc=(crc<<1)&(0xff);//crc左移位，最低位補。</p><p>　　

17、crc=crc|((ch&0x80)>>7);//將輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)位的值遞補到余數(shù)末位。</p><p><b>　　}</b></p><p>　　ch=ch<<1;//讀到的字符左移位，使數(shù)據(jù)下一位作為輸入位。</p><p><b>　　} } </b></p><p

18、><b>　　三、程序流程圖</b></p><p><b>　　程序流程圖</b></p><p><b>　　CRC計算流程圖</b></p><p>　　四、程序源代碼及注釋</p><p>　　#include<iostream.h></p>

19、;<p>　　#include<fstream.h></p><p>　　#include<stdlib.h></p><p>　　void main(int argc,char*argv[])</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//如果輸入命令行不正確，則

20、輸出提示后退出。</p><p>　　if(argc!=3)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　cout<<endl<<"請按以下格式輸入：framer inputfile outputfile"<<endl;</p><p><b&

21、gt;　　exit(0);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//打開指定的輸出文件，以二進(jìn)制方式打開并可讀可寫，如文件存在，則清除其內(nèi)容。</p><p>　　fstream file(argv[2],ios::out|ios::in|ios::binary|ios::trunc,0); <

22、/p><p>　　for(int i=0;i<7;i++)</p><p>　　file.put((char)0xaa);</p><p>　　file.put((char)0xab);//寫入B的前導(dǎo)碼和B的幀前定界符。</p><p>　　char des_add[]={char(0x00),char(0x00),char(0xE4),

23、char(0x86),char(0x3A),char(0xDC)};</p><p>　　file.write(des_add,6);//寫入B的目的地址。</p><p>　　char sor_add[]={char(0x00),char(0x00),char(0x80),char(0x1A),char(0xE6),char(0x65)};</p><p>　　f

24、ile.write(sor_add,6);//寫入B的源地址。</p><p>　　//創(chuàng)建輸入文件流并打開指定的輸入文件，以二進(jìn)制方式打開并可讀。</p><p>　　ifstream infile(argv[1],ios::in|ios::binary,0); </p><p>　　int length=0;</p><p>　　infi

25、le.seekg(0,ios::end);//將讀指針移到文件末尾。</p><p>　　length=infile.tellg();//計算指針偏移量，即為輸入文件的長度。</p><p>　　unsigned char* data=new unsigned char[length];//創(chuàng)建字符指針并根據(jù)文件長度初始化。</p><p>　　infile.see

26、kg(0,ios::beg);//將讀指針移到文件開始。</p><p>　　infile.read(data,length);//將文件數(shù)據(jù)讀入到字符指針data中。</p><p>　　file.put(char(length>>8));</p><p>　　file.put(char(length&0xff));//將文件長度值按照逆序?qū)懭?/p>

27、到輸出文件的長度字段中。</p><p>　　file.write(data,length);//將data內(nèi)容寫入到輸出文件中。</p><p>　　//如果輸入文件長度不足B，則用補足B。</p><p>　　if(length<46)</p><p><b>　　{</b></p><p&

28、gt;　　for(int j=length;j<46;j++)</p><p>　　file.put(char(0x00));</p><p><b>　　}</b></p><p>　　file.put(char(0x00));//將數(shù)據(jù)字段后添加個</p><p>　　file.seekg(8,ios::beg

29、);//將讀指針指向目的地址字段，從此處開始CRC計算</p><p>　　unsigned char ch;//ch用來保存讀入的字符。</p><p>　　unsigned char crc=char(0x00);//余數(shù)初始值為。</p><p>　　while(1)//進(jìn)行CRC計算</p><p><b>　　{</

30、b></p><p>　　file.get(ch);</p><p>　　if(ch==0xff)//判斷是否到了文件結(jié)尾，如果是，則退出循環(huán)。</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)//對入讀入的字符的位分別處理。</p><

31、;p><b>　　{</b></p><p>　　if(0x80==(crc&(0x80)))//當(dāng)前余數(shù)最高位為，需要進(jìn)行除法運算。</p><p><b>　　{</b></p><p>　　crc=(crc<<1)&(0xff);//crc左移位，最低位補。</p>&

32、lt;p>　　crc=crc|((ch&0x80)>>7);//將輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)的值遞補到余數(shù)末位。</p><p>　　crc=crc^(0x07);//進(jìn)行除法運算，即與除數(shù)的低位相異或。</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else//當(dāng)前余數(shù)的最高位為，不需要進(jìn)行除法運算。</p&g

33、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　crc=(crc<<1)&(0xff);//crc左移位，最低位補。</p><p>　　crc=crc|((ch&0x80)>>7);//將輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)位的值遞補到余數(shù)末位。</p><p><b>　　}</b>

34、;</p><p>　　ch=ch<<1;//讀到的字符左移位，使數(shù)據(jù)下一位作為輸入位。</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　file.clear();</p><p>　　file.seekp(-1

35、,ios::end);//將寫指針移到輸出文件的最后。</p><p>　　file.put(crc);//寫入crc碼。</p><p>　　file.close();</p><p>　　infile.close();//關(guān)閉輸入文件和輸出文件。</p><p>　　cout<<endl<<"數(shù)據(jù)幀文件&

36、quot;<<argv[2]<<" 封裝完成"<<endl;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　五、實驗數(shù)據(jù)、結(jié)果分析</p><p><b>　　運行結(jié)果</b></p><p><b>　　運行結(jié)果如下所

37、示：</b></p><p>　　執(zhí)行framer.exe文件的結(jié)果如下所示：</p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　在此次的課程設(shè)計中，我做的題目是幀封裝。在最開始兩天收集資料的過程中，我查閱了很多幀的封裝的知識，對幀及其封裝的方法有了一定程度的了解和掌握。從最開始對幀的一個模糊的印象到對幀的結(jié)構(gòu)的七個

38、部分的完全掌握，有了很大的收獲，并且使幀的封裝得以實現(xiàn)。</p><p>　　本次的課程設(shè)計為了實現(xiàn)幀的封裝，主要是將幀的七個部分---前導(dǎo)碼、幀前定界符、目的地址、源地址、長度字段、數(shù)據(jù)字段和校驗字段，一個一個按順序封裝的，最后使得一個幀的封裝得以完成。同時，在編寫程序的過程中，用到了很多的函數(shù)，這些函數(shù)的運用使得程序簡便而且正確的運行出來。為了正確的實現(xiàn)這些函數(shù)，我查閱了很多相關(guān)的資料，從中獲得了大量的有用的

39、信息，收獲也頗豐富。</p><p>　　同時，在這近一周的課程設(shè)計中，我的動手能力得到了很大的提高，而且讓你給我將這學(xué)期所學(xué)的網(wǎng)絡(luò)的知識和以前所學(xué)的編程的知識充分的聯(lián)系起來，對這門課的認(rèn)識又提高了一層。除此之外，在做課程設(shè)計的時候也遇到了很多的問題，最后在同學(xué)的幫助下正確的解決了。從最開始的遇到問題到最后的正確解決問題，我懂得了正確出來問題的方法，也知道了自己的不足之處。此次的課程設(shè)計也是一個認(rèn)識自我的好機會。