计算机网络课程设计_数据帧的封装.doc

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1、成绩东华理工大学课程设报告题　　　目以太网帧的封装设计课程名称计算机网络院（系、部、中心）信息工程学院专业通信工程班级学生姓名学号指导教师17目录1．设计目的和任务21．1课程设计目的21．2课程设计任务22．设计原理22．1802.3标准帧结构22．2CRC的基本实现33．设计实现43．1设计思路43.1.1填充帧头部字段43.1.2填充数据字段43.1.3计算填充CRC53．2流程图63.2.1程序流程图63.2.2CRC计算流程图7174．程序源码84．1数据输入代码84．2帧封装代码85．运行结果116．总结体会127．参考文献121.设计目的和任务

2、1.1课程设计目的（1）使学生掌握网络通信协议的基本工作原理；（2）培养学生基本掌握网络编程的基本思路和方法；（3）能提高学生对所学计算机网络理论知识的理解能力；（4）能提高学生对所学知识的实际应用能力和创新能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。1.2课程设计任务根据IEEE802.3格式的以太网帧格式，编写程序将原始数据封装成一个或多个帧，并将这些帧的各个字段值写入输出文件。原始数据从输入文件中获取，默认为二进制数据文件。太网帧中填写数据容，校验字段通过CRC校验获得，数据字段的最大长度设置为100字节实现封装。2.设计原理2.1802.3标准帧结构以太

3、网Ethernet帧格式：17前序（P）目的地址(SD)源地址(SA)长度数据FCS8B6B6B2B46~1500B4B 1.前序字段前序字段由7个字节的交替出现的1和0组成，设置该字段的目的是指示帧的开始并便于网络中的所有接收器均能与到达帧同步。2.帧起始定界符字段它可以被看作前序字段的延续。实际上，该字段的组成方式继续使用前序字段中的格式，这个一个字节的字段的前6个比特位置由交替出现的1和0构成。该字段的最后两个比特位置是11，这两位中断了同步模式并提醒接收后面跟随的是帧数据。3.目的地址字段目的地址字段确定帧的接收者。6个字节的源地址和目的地址字段是局

4、域网中的所有工作站必须使用同样的地址结构。目前，几乎所有的802.3网络使用6字节寻址。4.源地址字段源地址字段标识发送帧的工作站。和目前地址字段类似，源地址字段的长度六个字节。当使用六个字节的源地址字段时，前三个字节表示由IEEE分配给厂商的地址，将烧录在每一块网络接口卡的ROM中。而制造商通常为其每一网络接口卡分配后字节。5.长度字段17用于IEEE802.3的两字节长度字段定义了数据字段包含的字节数。从前序到FCS字段的帧长度最小必须是64字节。基于最小帧长为64字节和使用六字节地址字段的要求，意味着每个数据字段的最小长度为46字节。如果传输数据少于4

5、6个字节，应将数据字段填充至46字节。不过，填充字符的个数不包括在长度字段值中，数据字段的最大长度为1500字节。6.数据字段数据字段的最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节，这意味着传输一字节信息也必须使用46字节的数据字段：如果填入该该字段的信息少于46字节，该字段的其余部分也必须进行填充零。数据字段的最大长度为1500字节。7.校验序列字段帧校验序列字段提供了一种错误检测机制，每一个发送器均计算一个包括了地址字段、长度字段和数据字段的循环冗余校验（CRC）码。发送器于是将计算出的CRC填入4字节的FCS字段。2.2CRC的基本实现循环冗余编码(

6、CRC)是一种重要的线性分组码、编码和解码方法，具有简单、检错和纠错能力强等特点，在通信领域广泛地用于实现差错控制。CRC校验码的检错能力很强，不仅能检查出离散错误，还能检查出突发错误。17利用CRC进行检错的过程可简单描述如下：在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC码)，附在原始信息的后边，构成一个新的二进制码序列(共k+r位)，然后发送出去。在接收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。这个规则在差错控制理论中称为“生成多项式”。循环冗余校验码的特点：（1）CRC校验码可检测出

7、所有单个错误。（2）CRC校验码可检测出所有奇数位错误。（3）CRC校验码可检测出所有双位的错误（4）CRC校验码可检测出所有小于、等于校验位长度的突发错误。（5）CRC校验码可以的概率检测出长度为(K+1)位的突发错误3.设计实现3.1设计思路3.1.1填充帧头部字段在这一部分需要向输出文件写入前导码、帧前定界符、目的地址、源地址和长度字段。写入前四个部分十分简单，而写入长度字段时需要计算输入文件的长度。所以计算输入文件长度的方法如下所示：intlength=0;infile.seekg(0,ios::end);//将读指针移到文件末尾。/*计算指针偏移量

8、，即为输入文件的长度*/length=infile.