课程实验

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1、1主要内容实验环境实验安排实验内容实验准备实验一：实现数据链路层协议实验二： FTP的设计和实现实验三：协议状态机的简单实现选做实验: 传输控制协议的简单实现实验要求2实验环境地点：计算机系，东主楼，9区414室硬件SUN ULTRA-5 约30台 SUN ULTRA-10 1台 服务器由2个16口的HUB通过级连形成局域网。软件SUN SOLARIS 2.5.1 OPENWINNIS PLUSgcc 编译器3实验安排每位同学具有独立的帐号，对于学号在971209到971380之 间的同学，帐号为 ne0 （学号后三位 200，并补0补 足三位）其他同学可向辅导教师申请一个帐号。所有同 学选定

2、帐号后，统一登记，以便于实验及检查。 上机时间24学时： 第八周至第十六周共九周（十六周主 要是检查），每班每周一次，另有一次自由上机时间,每 次3小时，有辅导教师负责指导、答疑和检查。各班学习委员或班长说明各班的上机时间，经 协调后最终确定4实验安排（续）实验检查采用阶段检查方式：每个实验都将应 当在规定的时间内完成，过期视为未完成该实 验，以避免期末集中检查产生的诸多不良问题 。具体时间分配：第8，9周 熟悉环境和实验一，第10周检查第10，11，12周，实验二，第13周检查第13，14，15周，实验三，第16周检查可以提前但不能拖后56实验准备上机基本操作 开机与关机开机：打开主机后部的

3、开关，并且打开显示器 开关（显示器正面最右边按钮）关机：首先退出用户自己的帐号，回到系统提 示登录状态Login: halt Password : halthalt （连续输入两个halt作为密码 ）出现ok后，同时按住Shift键和键盘最右上角的键可以关闭系统，并关闭主机后部开关，并 且关闭显示器。7实验准备（续）修改密码第一种情况ne0008 passwd passwd: Changing password for ne0008Enter login(NIS+) password: net123New password:net345Re-enter new password:net345N

4、IS+ password information changed for ne0008 NIS+ credential information changed for ne00088实验准备（续）第二种情况，这种情况比较常见ne0025 passwdpasswd: Changing password for ne0025Enter login(NIS+) password: net123The password you entered differs from your secure RPC password. To reencrypt your credentials with the Ne

5、w login password, please enter your old Secure RPC password: nisplusNew password:net345Re-enter new password:net345NIS+ password information changed for ne0025 NIS+ credential information changed for ne00259实验准备（续）网络基本操作远程登录操作：从本机登录到另外一台机器 上。ftp文件传送操作:在本机和另外一台主机之 间传送文件10实验概述应 用 层 传 输 层 网 络 层 物理层数据链路

6、层传输控制 协议TCP 文件传输 协议FTP 协议5/协 议6 协议状态 机 11实验一：实现数据链路层协议计算机网络的数据链路层协议保证通信 双方在有差错的通信线路上进行无差错 的数据传输，是计算机网络各层协议中 通信控制功能最典型的一层协议。为了更好地掌握“滑动窗口”技术，要求在 一个数据链路层的模拟实现环境中，用C 语言实现“退回到N重发”的滑动窗口协议 （协议5）和“选择重发”的滑动窗口协议 （协议6）。12实验二：FTP的设计和实现文件传输协议FTP是一个最基本的应用 层协议。本实验环境中已经提供了一个 FTP 实现。希望通过本实验能够了解 FTP的具体实现细节。实验室中已经提供开发

7、系统 4.3 BSD UNIX中进程通信的Socket编程接 口。利用这个开发环境，设计和实现一 个简单的文件传输协议。13实验二：FTP的设计和实现用Socket编程接口编写两个程序，分别为客户端程序 （client.c）和服务器端程序（server.c），服务器端 程序在后台进行时，运行客户端程序，应能够实现以 下功能：get: 获取远方的一个文件；put: 传送给远方一个文件；pwd: 显示远方的当前目录；dir: 列出远方当前目录下的内容；cd: 改变远方的当前目录；?：显示可以提供的命令，即Help；quit: 退出返回。14实验二：FTP的设计和实现server.cclient.c

8、开发环境提供各种函数调用和接口通过Socket的一系列操作来实现进程间 的通信，从而实现FTP。15实验二：FTP的设计和实现通过Socket的一系列操作来实现进程间的通信，从 而实现FTP。Serving ProcessClient Processaccept()listen()bind()socket()read()write()close()connect()socket()write()read()close()16实验三：协议状态机的简单实现状态机是协议描述的重要方式之一，也 是协议实现中的重要依据，简单说来， 协议的状态机由一组变迁构成，每个变 迁的形式为：当前状态 输入 输出 下

9、一个状态17实验三：协议状态机的简单实现（续）18实验三：协议状态机的简单实现（续 ）帧结构定义015字节：全FF（16进制）16-17字节：无符号整数，长度域18字节 ：帧类型1OPEN2UPDATE3NOTIFICATION4KEEPALIVE19字节 ：数据域，变长19实验三：协议状态机的简单实现（续 ）实验要求 使用TCP服务作为底层通信支持。 程序能够接收连接请求 程序能够主动和指定的目的地址建立连接 程序能够进行重复连接检测和消除 程序可以处理四种帧，能够发现错误并报告 监听端口和对方地址及端口应当可以作为参数制定20实验三：协议状态机的简单实现（续 ）实验帮助状态机的实现 条件判

10、断方式表格方式重复连接检测和消除21选做实验一：TCP的简单实现TCP/IP协议是目前在Internet上主要采 用的传输技术。TCP协议在TCP/IP协议 族中是比较复杂的。它为两个任意处理 速率的、使用不可靠IP连接机制的机器 之间的通信提供可靠的、具有流量控制 的、端到端的数据流服务，在整个的网 络体系结构中占有非常重要的地位。22选做实验一：TCP的简单实现TCP协议实现所提供服务的特点：+面向连接（Connection Orientation）+完全可靠（Complete Reliability）+全双工通信（Full Duplex Communication）+流接口（Stream

11、 Interface）+可靠的连接建立（Reliable Connection Startup ）+完美的连接终止（Graceful Connection Shutdown）23选做实验一：TCP的简单实现TCP使用IP来携带数据。每一个TCP消 息封装在一个IP数据报后通过互联网。 当数据报到达目的主机，IP将数据报的 内容传给TCP。本实验的目的是让学生了解TCP协议的 机制及其实现结构，加深对TCP中 “三次 握手”、“滑动窗口”等概念的理解。24选做实验一：TCP的简单实现测试程序1测试程序2TCPTCPipsend(), iprecv()TCP提供的服务： tcp_write,tcp

12、_read,tcp_close,tcp_bind, tcp_listen,tcp_accept,tcp_connect25选做实验一：TCP的简单实现TCP的实现要求：不要求对于TCP的复用，只要支持一个连接即可。不要求对于TCP选项（Option）的处理，因而避免 了“最大段长”的协商问题。在控制位（Control Bits）中，只要支持SYN、FIN 、ACK，不用考虑RST、URG、PSH。不考虑TCP报文失序到达的问题，确认机制使用“否 定性确认”机制（NAK：Negative Acknowledgement）。只考虑滑动窗口的控制而不考虑拥塞控制，即不实 现Slow Start算法。

13、超时重传时间的时间使用常数，不用动态计算。26选做实验一：TCP的简单实现测试过程要求为了检验TCP实现的正确性，需要利用TCP向上提供的 接口编制两个应用程序。一个作为Server，一个作为 Client。（1）启动Server，使Server进入listen状态。（2）启动Client，与Server建立连接。（3）Client向Server传输一定数量的数据。（4）Client主动关闭连接。（5）Server关闭连接。27选做实验一：TCP的简单实现这是一个标准的Client-Server的通信过程，涉及 了TCP的主动打开（Active Open）、被动打开 （Passive Open

14、）、连接的建立（三次握手）、数据的传输（包括滑动窗口的处理）、连接的 关闭（三次握手）等内容。由于规定的向上接 口与一般的Socket接口很类似，所以可以象编 写一般的Socket程序那样来编写测试程序。28选做实验一：TCP的简单实现TCP的实现结构一般为3个进程：Input：负责处理到来的TCP报文。Output：负责发送TCP报文。Timer：负责管理TCP的时钟。这3个进程间有一些共享数据（如TCB：Tcp Control Block ），所以不能直接采用UNIX系统提供的进程。建议用 UNIX下提供的线程来实现以上的三个进程。在测试时 ，用户的测试程序（Client和Server）也

15、应当作为线程， 与以上的三个TCP线程共同运行于一个UNIX进程中。2930实验环境实验一为必做实验，其实验环境放在/export /home/student/experiment/exp1目录下，可 拷贝至自己的目录下。实验二为必做实验, 一个简单的socket的示例 程序放置在 /export/home/student/experiment /exp2目 录下，可用于参考。实验三为必做实验选做实验的参考资料在 /export/home/student/experiment /opt及 ip_sources下31实验验收实验检查分为上机检查和书面实验报告。阶段检查实验一第10周检查，并提交实验报告实验二第13周检查，并提交实验报告实验三第16周检查，并提交实验报告在最后成绩的实验分值中上机检查占70%，书 面实验报告占30%。选做实验满分为30%负责实验辅导和检查的研究生有：赵邑新、王 彬、盛利杰、韩博、吴茜、林云峰32要求同学们认真完成实验！希望同学们通过实验有所收获！欢迎同学们对于实验提出意见和建议 ！33