网络高级软件编程（Ethernet帧的封装）

// EthernetFrame.cpp Main的实现 #include <fstream> #include <string> #include <iostream> using namespace std; //encap.h const int MAXLENGTH = 1500; // 帧最大长度 const int MINLENGTH = 46; // 帧最小长度 const char destination[] = { // 目的地址 char(0xFF), char(0xFF), char(0xFF), char(0xFF), char(0xFF), char(0xFF) }; const char source[] = { // 源地址 char(0x00), char(0x16), char(0x76), char(0xB4), char(0xE4), char(0x77) }; class Encap //封装帧类 { public: void HeaderEncap(fstream& file); // 完成前导码到源地址的四项封装 int DataDeal(fstream& file, string inputStr); // 处理数据字段 void Encapsulate(fstream& file, string inputStr, int length); // 完成剩余封装 }; //CRC8.h CRC8校验的实现 /************************************************************************/ /* 功能： CRC8校验 /* 输入参数： crc：CRC8的校验值；data待检验的字符串 /************************************************************************/ static unsigned char checkCRC(unsigned char& crc, unsigned char data) // crc数据设为引用调用 { for (unsigned char i = 0x80; i > 0; i >>= 1) // 进行循环，每轮进行8次循环，处理一个字节 { if ((crc & 0x80) != 0) // 首位为1则移位，并进行异或 { crc <<= 1; // 左移一位 if ( (data & i) != 0) // 如果新读入的数据为1，将最低位置1 { crc |= 1; } crc ^= 0x07; // 首位移出，对低8位进行异或运算，7的二进制为0000,0111 } else // 首位为0，只移位，不进行异或运 { crc <<= 1; // 左移一位 if ( (data & i) != 0) // 如果新读入的数据为1，将最低位置1 { crc |= 1; } } } return crc; } //Encap.cpp 封装帧类的实现 using namespace std; /************************************************************************/ /* 功能： 完成前导码到源地址的四项封装 /* 输入参数： fstream对象 /************************************************************************/ void Encap::HeaderEncap(fstream& file) { file.seekg(0,ios::end); //将读指针移到文件末尾 for(int i=0;i<7;i++) //写入B的前导码和B的帧前定界符 file.put((char)0xaa); file.put((char)0xab); file.write(destination,6); //写入目的地址 file.write(source, 6); //写入源地址 } /************************************************************************/ /* 功能： 处理数据字段 /* 输入参数：file：fstream对象；inputstr：等待封装的字符串 /************************************************************************/ int Encap::DataDeal(fstream& file, string inputStr) { int packTotal = 0; int length = inputStr.length(); if(length <= MINLENGTH) //如果输入文件长度不足46B，则用'0'补足 { if (length < MINLENGTH) { for(int j = 0; j < MINLENGTH - length; j++) inputStr += '0'; cout << "数据字段小于46，将封装成一个帧" <<endl; } else { cout << "数据字段等于46，将封装成一个帧" <<endl; } packTotal = 1; Encapsulate(file, inputStr, length); //将字符串内容写入到输出文件中 cout << "第1个帧封装完毕！" << endl; } else { int packNum = 1; if (length > MAXLENGTH) //如果输入文件长度大于最大值 { packNum = length / MAXLENGTH; if (length % MAXLENGTH) //计算封帧个数 { packNum++; } packTotal = packNum; cout << "数据字段大于1500B，将封装成" << packNum << "个帧" <<endl; string divideStr; //本次拆分好的数据 string leftStr = inputStr; //剩余未封装的数据 packNum = 1; while (length > MAXLENGTH) { divideStr = leftStr.substr(0,MAXLENGTH); cout << divideStr << endl; leftStr = leftStr.substr(MAXLENGTH,length); length = leftStr.length(); Encapsulate(file, divideStr, MAXLENGTH); cout << "第" << packNum << "个帧封装完毕！" << endl; packNum++; } if(length < MINLENGTH) { for(int j = 0; j < MINLENGTH - length; j++) leftStr += '0'; } Encapsulate(file, leftStr, length); //将剩余字符串封装，length为字符串的真实长度，不是补足'0'后的长度 cout << leftStr << endl; cout << "第" << packNum << "个帧封装完毕！" << endl; packNum++; } else //如果输入文件长度小于等于最大值 { if (MAXLENGTH== length) { cout << "数据字段等于1500B，将封装成1个帧" <<endl; } else { cout << "数据字段介于46B和1500B之间，将封装成1个帧" <<endl; } packTotal = 1; Encapsulate(file, inputStr, length); //将字符串封装 cout << "第" << packNum << "个帧封装完毕！" << endl; packNum++; } } return packTotal; } /************************************************************************/ /* 功能： 完成剩余封装 /* 输入参数：file：fstream对象；inputstr：等待封装的字符串； /* length 数据内容长度 /************************************************************************/ void Encap::Encapsulate(fstream& file, string inputStr, int length) { HeaderEncap(file); // 封装头 const char* inputChar = inputStr.data(); char inputLength[2]; inputLength[0] = length >> 8; inputLength[1] = length & 0xFF; file.put(inputLength[0]); //将字符串长度值前八位放入inputLength[0] file.put(inputLength[1]); //后八位放入inputLength[1] file.write(inputChar, inputStr.length()); //inputChar可能被填充，因此它的长度不是原来的数据长度length unsigned char CRC8 = char(0x00); // CRC8初始化校验码 int i = 0; for(i = 0; i < 6; i++) // 校验目的地址、源地址 checkCRC(CRC8, destination[i]); for(i = 0; i < 6; i++) checkCRC(CRC8, source[i]); checkCRC(CRC8, inputLength[0]); // 校验长度 checkCRC(CRC8, inputLength[1]); for(i = 0; i < inputStr.length(); i++) // 校验字符串 checkCRC(CRC8, inputChar[i]); checkCRC(CRC8, 0x00); // 在校验对象后加0x00，校验完毕 file.put(CRC8); // 将CRC8校验值封装到帧中 } void main(int argc, char* argv[]) { if(argc != 3) // 命令行参数输入 { cout << "命令参数个数有误，请确认后重新输入" << endl; cout << "请按以下格式输入：EthernetFrame.exe -e/-u filename" << endl; return; } if (!strcmp(argv[1], "-e")) // 封装帧 { cout << "封装帧" <<endl; cout << "请输入一段信息(请输入两次回车表示结束)" <<endl;//VC6.0 Bug string inputStr; getline(cin, inputStr); fstream file(argv[2],ios::out|ios::binary|ios::app);//ios::out| if (!file.is_open()) { cout << "无法打开帧封装包文件，请检查文件是否存在并且未损坏" << endl; exit(0); } Encap eFrame; int packTotal = eFrame.DataDeal(file, inputStr); for (int i = 0; i < packTotal; i++) { cout << endl << "发送第 " << i + 1 << " 个帧" << endl; cout << endl; } file.close(); } }