《计算机网络原理》实验--李娜

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1、计算机网络原理计算机网络原理实验指导书实验指导书陕西理工学院计算机科学与技术系陕西理工学院计算机科学与技术系高凯高凯 李娜李娜2011 年年 3 月月- 1 -实验一实验一 认识网络体系结构认识网络体系结构实验目的：实验目的：理解网络拓扑结构的概念。了解校园网、计算机系网络实验室快速交换以太网，绘制出网络体系结构和网络拓扑图。实验器材：实验器材：多媒体计算机，Visio 2003，学时分配：学时分配：2 学时实验类型：实验类型：验证实验地点：实验地点：计算机系软件实验室 实验内容：实验内容：一.网络拓扑结构的概念网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局。将参与 LAN 工作的各种设备用

2、媒体互连在一起有多种方法,实际上只有几种方式能适合 LAN 的工作。 目前大多数 LAN 使用的拓扑结构有 3 种: 星行拓扑结构 环行拓扑结构 总线型拓扑结构 星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话都属于这种结构。 环行结构的特点是,每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作。于是,便有上游端用户和下游端用户之称。 - 2 -总线拓扑结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权。媒体访问获取机制较复杂。尽管有上述一些缺点,但由于布线要

3、求简单,扩充容易,端用户失效、增删不影响全网工作,所以是 LAN 技术中使用最普遍的一种。参阅实验一素材：visio 说明书.CHM二.学会使用Visio 软件绘制网络拓扑结构图。图 1.1 打开 Visio 软件- 3 -图 1.2 利用 Visio 软件选择建立的类别三.参考（实验一素材中的 BNetwork.vsd，DNetwork.vsd）绘制自己定义的一个网络拓扑结构图。四. 参考素材中（网吧网络拓扑结构图）绘制某网吧的网络拓扑结构。五.参考陕西理工学院网络拓扑结构图绘制某学校的网络拓扑结构。（实验一素材）六.按照要求书写实验报告。- 4 -实验二实验二 物理层接口物理层接口 RS-

4、232RS-232 通信实验通信实验实验目的：实验目的：理解串口通信的原理，制作零调制解调器、编制串口通讯程序、实现 PC 互连。实验器材：实验器材：需要带有 RS232 接口的计算机，一条 RS232 连接线（双机互联或一台计算机的两个串口互联） 。学时分配：学时分配：2 学时实验类型：实验类型：验证实验地点：实验地点：计算机系软件实验室实验内容：实验内容：一一. 串口通信的概念：串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议。大多数计算机包含两个基于 RS232 的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多 GPIB 兼容的设备也带有 RS-232 口。同时，串口通信协议也可以用于获取远

5、程采集设备的数据。串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如 IEEE488 定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过 20 米，并且任意两个设备间的长度不得超过 2 米；而对于串口而言，长度可达 1200 米。典型地，串口用于 ASCII 码字符的传输。- 5 -通信使用 3 根线完成：（1）地线， （2）发送， （3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要

6、的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的 bit 的个数。例如 300 波特表示每秒钟发送 300 个 bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要 4800 波特率，那么时钟是 4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为 14400，28800 和 36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是 GPIB 设备的通信。b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。

7、当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是 8 位的，标准的值是 5、7 和 8 位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的 ASCII 码是0127（7 位） 。扩展的 ASCII 码是 0255（8 位） 。如果数据使用简单的文本（标准 ASCII 码） ，那么每个数据包使用 7 位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。c，停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为 1，1.5和 2 位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己- 6 -的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步

8、。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。d，奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位） ，用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为 0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位位 1，这样就有 3 个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判

9、断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。RS-232（ANSI/EIA-232 标准）是 IBM-PC 及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者 Modem，同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232 的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232 只限于 PC串口和设备间点对点的通信。RS-232 串口通信最远距离是 50 英尺。二. 串口通信基本接线方法目前较为常用的串口有 9 针串口（DB9）和 25 针串口（DB25） ，通信距离较近时(12m)，可以用电缆线直接连接标准- 7 -RS232 端口(RS422,R

10、S485 较远)，若距离较远，需附加调制解调器（MODEM） 。最为简单且常用的是三线制接法，即地、接收数据和发送数据三脚相连，本文只涉及到最为基本的接法，且直接用RS232 相连。2.RS232C 串口通信接线方法（三线制）首先，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连 对 9 针串口和 25 针串口，均是 2 与 3 直接相连； 两个不同串口（不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计- 8 -算机的串口） 上面表格是对微机标准串行口而言的，还有许多非标准设备，如接收

11、 GPS 数据或电子罗盘数据，只要记住一个原则：接收数据针脚（或线）与发送数据针脚（或线）相连，彼些交叉，信号地对应相接，就能百战百胜。3.串口调试中要注意的几点：不同编码机制不能混接，如 RS232C 不能直接与 RS422 接口相连，市面上专门的各种转换器卖，必须通过转换器才能连接； 线路焊接要牢固，不然程序没问题，却因为接线问题误事； 串口调试时，准备一个好用的调试工具，如串口调试助手、串口精灵等，有事半功倍之效果； 强烈建议不要带电插拨串口，插拨时至少有一端是断电的，否则串口易损坏。（参参考考实实验验二二素素材材：串串口口通通信信编编程程大大全全.pdf）二二.实验过程一：实验过程一：

12、使使用用 Win32 创创建建串串口口通通讯讯程程序序（参参考考实实验验二二素素材材：使使用用Win32 创创建建串串口口通通讯讯程程序序）- 9 -介介绍绍：这里 介绍如何在 Win32 中处理串口。串口通讯可以通过多种技术实现，例如：ActiveX,I/O 存取和文件操作。 这里 介绍 Win32 平台下通过文件操作技术使用串口。程序员可以使用 Microsoft Visual C+ Version 6.0 所提供的kernel32.lib。在 Microsoft Windows(2000,Me,XP and 95/98)中，串口作为文件处理。因此可以通过Windows 文件创建函数打开串

13、口。这里 不仅介绍了串口通讯，也介绍了在串口通讯应用程序中实现多任务，多任务可以使串口通讯应用程序在同一时间处理更多的任务，例如：读数据任务，发送数据任务， GUI 任务等。以下主题描述了Win32 中基本的串口操作：初初始始化化 /打打开开串串口口通通讯讯创建端口句柄 获取配置（ DCB) 修改配置 保存配置 设置通讯超时 接接收收 /发发送送数数据据发送数据 接收数据 关闭串口 - 10 -设设计计步步骤骤：初初始始化化 /打打开开串串口口打开串口的第一步是初始化或设置串口配置，目的是创建串口代理，整个过程我们都将用文件句柄作为串口代理。创创建建端端口口句句柄柄串口句柄是可以被用来存取的串

14、口对象句柄，创建串口句柄的函数是CreateFile，如下代码所示： handlePort_ = CreateFile(portName, / 端口设备 : 默认 “COM1“ GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, / 设备打开模式 : 允许读 写 0, / 不共享 NULL, / 默认安全设置 OPEN_EXISTING, / 打开方式：打开已经存 在的端口 0, / 默认 NULL); / 默认 如图 2 所示， portName = “COM1“: portName 示一个 const char*变量 ,它指定 想创建串口句柄的端口名称。图 2：CreateFile

15、 函数获获取取配配置置在控制设备中获取当前配置，配置中包含了用于设置串口通讯设备的参数。可以用 GetCommState 函数得到当前设备配置并用指定通讯设备的当前配置填充设备控制块 (DCB 结构 ),如下代码所示 : / 获取串口当前配置- 11 -if (GetCommState(handlePort_,return FALSE; 修修改改配配置置当你已经在 DCB 结构中获取串口配置，你应该修改其中的参数，如下代码所示： / 指定用户参数 config_.BaudRate = dcb.BaudRate; / 波特率 config_.StopBits = dcb.StopBits; / 停止位 config_.Parity = dcb.Parity; / 奇偶校验 config_.ByteSize = dcb.ByteSize; / 数据位DWORD BaudRate : 波特率 (默认 = 9600) BYTE StopBits : 0,1,2 = 1, 1.5, 2 (默认 = 0) BYTE Parity : 0-4= 无, 奇, 偶, 标志 , 空格 (默认 = 0) BYTE ByteSize : 数据位 , 4-8 (默认 = 8) 对于典型的通讯，建议程序员使用默认值。图3 所示， Watch 对话框显