沈陽理工大學課程設計專用紙 No15目 錄摘 要1 課程設計目的12 課程設計要求13相關知識24課程設計分析45程序代碼106運行結果與分析107參考文獻10沈陽理工大學1 課程設計目的Ethernet是當前應用最廣泛的局域網類型。學習Ethernet技術對深入掌握局域網知識是非常重要的。本課程設計的主要目的是通過模擬Ethernet幀的發送過程，熟悉Ethernet的基本工作原理。特別是CSMA/CD介質訪問控制方法。2 課程設計要求根據Ethernet的工作原理，編寫程序模擬Ethernet幀的發送過程。(1) 以命令行心事運行：SendFrame為程序名。(2) 用兩個線程a和b模擬Ethernet上的兩臺主機，用一個雙字類型變量Bus模擬總線。(3) 兩個子線程向總線發送自己的數據。數據用該線程的線程號進行模擬，發送數據用線程號和Bus的“或”操作進行模擬。每臺主機必須向總線上成功發送5次數據，如果其中某次數據發送失敗，則該線程結束。 （4）發送流程須遵循CSMA/CD方法。隨機延遲算法中的沖突窗口值取0.005.數據發送成功（Bus=ID）后，報告“XXX send success”，產生沖突后，報告“XXX send collision”，數據發送失敗后，報告“XXX send failure”。其中XXX為其線程的線程號。在主機發送成功次數增加后，報告已將發送成功次數。3 相關知識 Ethernet的核心技術是隨機爭用型介質訪問方法，即帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CDMA/CD）方法。1、 Ethernet的幀的發送流程（1）載波偵聽過程。Ethernet中每個結點利用總線發送數據，總線是每個結點共享的公共傳輸介質。所以結點在發行一個幀前，必須偵聽總線是否空閑。由于Ethernet對的數據采用曼徹斯特編碼方式，所以可以通過判斷總線電平是否跳變來確定總線是否空閑。若總線空閑，就可啟動發送，否則繼續偵聽。（2）沖突檢測。在數據發送過程中，可能會產生沖突（沖突是指總線上同時出現兩個或兩個以上的發送信號，它們疊加后的信號波形與任何發送結點輸出的信號波形不相同。因為可能有多個主機都在偵聽總線，當它們偵聽到總線空閑時，都會往總線上發送數據）。所以在發送數據的過程中，也應該進行沖突檢測，只要發現沖突就應該停止發送數據。 （3）隨機延遲后重發。在檢測到沖突、停止發送后，結點進行隨機延遲后重發。若重發16次后還沒成功，則宣告發送失敗，取消該幀的發送，隨機延遲的計算方法一般采用截止二進制指數后退算法。以下是Ethernet幀的發送流程： 發送幀裝配幀總線忙？啟動發送沖突？沖突加強發送完成？沖突次數增加1沖突多于16次？發送失敗發送成功等待后退延遲時間計算后退延遲2、 Ethernet幀接收流程幀接收流程大致可以分為以下三個步驟：（1） 價差是否發生沖突，若發生沖突，則丟棄該幀；若沒有沖突，進入下一步。（2） 檢查該幀的目的地址是否可以接收該幀，若可以接收，則進入下一步。（3） 檢查CRC校驗和LLC數據長度。若都正確，接收該幀，否則丟棄。4 課程設計分析1、 設計中的重點和難點（1） 模擬沖突的過程，在這個程序中不要適用任何線程同步機制。（2） 若程序中不能模擬出沖突，可以在某些地方加入延時。2、核心代碼int i=0;int CollisionCounter=16;double collisionWindow=0.005;int randNum=rand()%3;Loop:if(Bus=0)Bus=Bus|ID1;Sleep(12);if(Bus=ID1) printf(“%d Send Successnn”,ID1);Bus=0;CollisionCounter=16;Sleep(rand()%10);i+;printf(“主機a發送成功次數=%dnn”,i);if(i0) Sleep（randNum*（int）pow(2,(CollisionCounter10)?10:CollisionCounter) *collisionWindow）； goto Loop； else printf（“%ld Send Failurenn”,ID1）; else goto Loop;return 0;3、 程序流程（1） 主程序流程圖開始啟動線程A啟動線程B結束（2） 主程序中的線程流程圖，線程A和線程B的流程圖跟主程序的相同。開始總線閑？發送數據（Bus=Bus|ID）沖突？報告完成，Bus清零報告沖突，Bus清零成功次數加1，報告成功次數沖突計數器1計算隨機延遲時間并延遲復原沖突計數器沖突計數器=0？成功計數器=10報告失敗結束5 程序代碼6 運行結果與分析（運行結果是否正確，課程設計過程中出現的問題及其解