实验五计算机网络基本算法的实现.doc

计算机网络中的差错检验是确保数据在网络中传输的正确性的重要机制。实验五的主要目标是理解和实现两种常用的数据报差错检验方法，即IP数据报和UDP数据报的反码求和算法。反码求和是一种简单而有效的错误检测方法，它通过计算数据的二进制补码和来检测传输过程中的比特错误。 6.4.1 IP 数据报反码求和程序设计： 在TCP/IP协议栈中，IP数据报包含一个16位的校验和字段，用于检查IP头部的完整性。实验要求在TC2.0环境下编写一个程序，该程序首先打开MAC帧数据文件，定位到IP数据报的首部，读取20个字节（即IP头部），然后调用反码求和函数`cksum`计算校验和。在`cksum`函数中，需要遍历数据，对每个16位段进行加法运算，最后取反得到校验和。程序完成后，使用`icmp1.dat`至`icmp4.dat`四个数据文件进行验证。 6.4.2 UDP 数据报反码求和程序设计： UDP数据报的差错检验也采用反码求和，但与IP数据报不同的是，UDP需要构造一个伪首部来计算校验和。这个伪首部包含了源和目的IP地址、协议类型以及UDP数据报的长度。在原有IP数据报反码求和程序的基础上，增加伪首部的处理，然后使用`udp1.dat`、`udp2.dat`和`udp3.dat`三个数据文件进行验证。 实验报告应包含以下内容： 1. 算法流程图：清晰展示反码求和的过程，从初始化校验和为0，到逐字节累加，再到高位溢出处理，最后取反得到校验和。 2. 程序代码：提供完整的IP和UDP数据报的反码求和函数实现，包括输入和处理伪首部的代码。 3. 检验结果：列出使用不同数据文件运行程序后的校验和输出，对比预期结果以验证算法的正确性。 反码求和的C语言实现如下： ```c unsigned short cksum(unsigned short *buf, int count) { unsigned long sum; for (sum = 0; count > 0; count--) sum += *buf++; sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff); sum += (sum >> 16); return ~sum; } ``` 这个函数首先将所有16位段累加，然后将高位和低位部分相加（如果高位溢出），最后返回结果的二进制补码，即校验和。 通过这个实验，学生不仅能够理解反码求和的工作原理，还能掌握其在实际编程中的应用，从而提高在网络通信领域的实践能力。