数据通信与计算机网络课程设计

时间：2025-07-11

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第一部分数据通信与计算机网络课程设计（要求）

一、课程设计的性质、目的和任务性质：独立设课目的和任务：

1、掌握数据通信和计算机网络的基本原理

2、掌握数据通信和计算机网络设计、分析和实现方法 3、提高学生编制网络通信程序、网络应用服务程序的能力二、课程设计的基本内容和要求

基本内容：网络数据通信的基本方法及实现。

基本要求：根据选定的项目，课题小组成员认真查阅相关资料，发挥学生的主体作用，提出设计方案，老师参与，进行讨论和分析，最终确定设计方案。在此基础上，合理分工，协同完成项目的设计与实现，最后完成课程设计的报告撰写。

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注：一、滑动窗口协议的模拟

1 关于滑动窗口，请阅读网络教材（实现— 选择性重发）；

2 运行时启动两个线程client 和server。其中sever 初始应该为监听状态；

3 可指定滑动窗口数目m（m＝2n，n为大于1的整数）和要发送的帧总数，停等的超时时间间隔以及发送类型（正常发送，即没有缺帧和错序发送帧的现象），发送速率等参数； 4 client向server发起连接，成功则转入5;

5 client端发出帧，帧的内容可同序号或者为“111”“222”…“aaa”“bbb”…或者是一段文章中的部分内容;

6 选择发送类型为“缺帧”，模拟因网络拥塞造成丢帧的情况，开始发送情况同“正常发送”的情况。不同的是在帧x发送前用户可以选择丢失，则客户端继续接收帧x+1，x+2…并且对帧x+1，x+2…发出确认并缓存该帧； 7 服务器端等待一段相当长的时间（超时），重发帧x； 8 选择发送类型为“错序发送”。将一组待发送的帧按照指定（错序）顺序发送。具体实现同“缺帧”情况；

9 以上各种情况下，client和server窗口中应实时显示帧的发送和接受情况，包括序号，到达时间，内容等。以及窗口的填充和清空情况； 10 使用socket编程；

11 本实验要求实现的是一个简化了许多的滑动窗口协议。对于所有包，在生成序列号后进行发送。接收方为每个包设定一个定时器，记录包的到达情况。如发送方发送速度过快，或某包定时器超时，则发送方应重发。接受方窗口满时，接受到的包应被拷贝至硬盘（以下部分可以自由设计，仅做参考）。 12 主要的数据结构：包：

class packet{ protect：

int num；//数据包的序号 cstring content；//数据包内容 … … //method … … }

消息：

class message{ protect：

int no；//消息的序号

cstring content；//消息内容 int id；//消息的方向 //method … … }

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13 程序主要流程

14 方法：

void create_windows（）；//模拟滑动窗口协议中发送，接受窗口 void create_packet（）；//模拟滑动窗口协议中包 bool create_timer（）；//模拟滑动窗口协议中的定时器 int waitfornext（）；//等待下一个包 void resend（）；//重发 void receive（）；//数据包到达，接受数据包 void write（）；//数据包全部到达，写入硬盘

注：本实验主要目的是为了加深同学们对于滑动窗口协议的了解，而不是底层的网络编

程。所以在这里，“包”的概念可以是一组题为“1”、“2”、“3”等等的文件（由程序动态创建）。如果是在两台机器上实现，其中一台机器作为发送方，另一台则是接收方，双方进行通讯。如果接收方窗口大小为6，则当编号为7的包（文件）到达时，接受方应作相应处理，包括通知发送方暂停发送，缓存收到的包，清空滑动窗口等。当然，对于出错的情况，比如包丢失，不按序到达等情况编程者应有所考虑，所以在模拟接收方的机器上，应提供选择待发送包序号的界面。一个简单的选择发送包的界面如下：

15按序发送

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16 错序发送（包4未发送）

二、简单的端口扫描 1、基本概念

三次握手Three-way Handshake

一个虚拟连接的建立是通过三次握手来实现的 1. (B) --> [SYN] --> (A)

假如服务器A和客户机B通讯. 当A要和B通信时，B首先向A发一个SYN (Synchronize) 标记的包，告诉A请求建立连接.

注意: 一个 SYN包就是仅SYN标记设为1的TCP包(参见TCP包头Resources). 认识到这点很重要，只有当A受到B发来的SYN包，才可建立连接，除此之外别无他法。因此，如果你的防火墙丢弃所有的发往外网接口的SYN包，那么你将不能让外部任何主机主动建立连接。

2. (B) <-- [SYN/ACK] <--(A)

接着，A收到后会发一个对SYN包的确认包(SYN/ACK)回去，表示对第一个SYN包的确认，并继续握手操作.

注意: SYN/ACK包是仅SYN 和 ACK 标记为1的包. 3. (B) --> [ACK] --> (A)

B收到SYN/ACK 包,B发一个确认包(ACK)，通知A连接已建立。至此，三次握手完成，一个TCP连接完成。