请用java完成在UDP基础上应用层实现可靠数据传输,要求按照rdt模型,看你实现到那个版本,最好能达到tcp的功能,显示完整代码

时间: 2024-06-09 10:04:28 浏览: 162
好的,以下是基于UDP的可靠数据传输的Java代码,实现了rdt3.0版本的功能: Sender.java: ```java import java.io.IOException; import java.net.*; public class Sender { private static final int PORT = 1234; // 发送方和接收方的端口号都为1234 private static final String ADDRESS = "localhost"; // 发送到本地 private static final int MAX_SIZE = 1024; // 最大发送数据长度 private static final int WINDOW_SIZE = 4; // 窗口大小 private static final int TIMEOUT = 1000; // 超时时间 private DatagramSocket socket; // UDP套接字 private InetAddress receiverAddress; // 接收方的IP地址 private int receiverPort; // 接收方的端口号 private int base; // 窗口的基序号 private int nextSeq; // 下一个可用的序号 private int unacknowledged; // 最早未确认的序号 private Packet[] packets; // 存放已发送但未确认的数据包 private boolean[] acks; // 存放已收到的确认信息 private boolean finished; // 是否完成所有数据包的发送 public Sender() throws UnknownHostException, SocketException { socket = new DatagramSocket(); receiverAddress = InetAddress.getByName(ADDRESS); receiverPort = PORT; base = 0; nextSeq = 0; unacknowledged = 0; packets = new Packet[WINDOW_SIZE]; acks = new boolean[WINDOW_SIZE]; finished = false; } public void start() throws IOException { // 启动接收ACK的线程 new Thread(new AckReceiverThread()).start(); // 发送数据包 while (!finished) { // 发送窗口内的数据包 for (int i = base; i < nextSeq && i < base + WINDOW_SIZE; i++) { if (!acks[i % WINDOW_SIZE]) { sendPacket(i); } } // 检查超时的数据包 for (int i = base; i < nextSeq && i < base + WINDOW_SIZE; i++) { if (!acks[i % WINDOW_SIZE] && packets[i % WINDOW_SIZE] != null && System.currentTimeMillis() - packets[i % WINDOW_SIZE].getTimeStamp() > TIMEOUT) { sendPacket(i); } } // 检查是否完成所有数据包的发送 if (base == nextSeq && finished) { break; } } System.out.println("All packets have been sent successfully."); } private void sendPacket(int seq) throws IOException { Packet packet; if (seq == nextSeq) { // 发送新的数据包 byte[] data = generateDataPacket(); packet = new Packet(seq, data); packets[seq % WINDOW_SIZE] = packet; nextSeq++; if (nextSeq == MAX_SIZE) { finished = true; } } else { // 重传超时的数据包 packet = packets[seq % WINDOW_SIZE]; } byte[] buffer = packet.toBytes(); DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, receiverAddress, receiverPort); socket.send(datagramPacket); System.out.println("Sent packet " + packet.getSeqNum() + " successfully."); packet.setTimeStamp(System.currentTimeMillis()); } private byte[] generateDataPacket() { // 生成随机数据 byte[] data = new byte[MAX_SIZE - Packet.HEADER_SIZE]; for (int i = 0; i < data.length; i++) { data[i] = (byte) (Math.random() * 256 - 128); } return data; } private class AckReceiverThread implements Runnable { @Override public void run() { DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(new byte[MAX_SIZE], MAX_SIZE); while (true) { try { socket.receive(datagramPacket); Packet ackPacket = Packet.fromBytes(datagramPacket.getData()); // 校验ACK的校验和,丢弃损坏的ACK if (!ackPacket.isChecksumCorrect()) { System.out.println("Received a corrupted ACK packet."); continue; } int ack = ackPacket.getAckNum(); System.out.println("Received ACK " + ack + "."); // 更新已确认的数据包 if (ack >= unacknowledged) { for (int i = unacknowledged; i <= ack; i++) { int index = i % WINDOW_SIZE; if (packets[index] != null) { packets[index] = null; acks[index] = true; } } unacknowledged = ack + 1; base = unacknowledged; } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } } ``` Receiver.java: ```java import java.io.IOException; import java.net.*; public class Receiver { private static final int PORT = 1234; // 发送方和接收方的端口号都为1234 private static final int MAX_SIZE = 1024; // 最大接收数据长度 private static final int WINDOW_SIZE = 4; // 窗口大小 private DatagramSocket socket; // UDP套接字 private InetAddress senderAddress; // 发送方的IP地址 private int senderPort; // 发送方的端口号 private int expectedSeq; // 下一个期望接收的序号 private boolean[] received; // 存放已接收到的数据包 private boolean finished; // 是否完成所有数据包的接收 public Receiver() throws SocketException { socket = new DatagramSocket(PORT); expectedSeq = 0; received = new boolean[MAX_SIZE]; finished = false; } public void start() throws IOException { while (!finished) { DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(new byte[MAX_SIZE], MAX_SIZE); socket.receive(datagramPacket); Packet packet = Packet.fromBytes(datagramPacket.getData()); // 校验数据包的校验和,丢弃损坏的数据包 if (!packet.isChecksumCorrect()) { System.out.println("Received a corrupted packet " + packet.getSeqNum() + "."); continue; } int seq = packet.getSeqNum(); if (seq == expectedSeq) { // 接收到期望接收的数据包 storePacket(packet); sendAck(seq); expectedSeq++; if (seq == MAX_SIZE - 1) { finished = true; } } else if (seq > expectedSeq) { // 接收到序号较大的数据包,但不是期望接收的 storePacket(packet); } else { // 接收到序号较小的数据包,已经被确认过了,忽略 System.out.println("Received an old packet " + seq + "."); } } System.out.println("All packets have been received successfully."); } private void storePacket(Packet packet) { int seq = packet.getSeqNum(); byte[] data = packet.getData(); System.arraycopy(data, 0, received, seq, data.length); System.out.println("Received packet " + seq + " successfully."); } private void sendAck(int ack) throws IOException { Packet ackPacket = new Packet(ack); byte[] buffer = ackPacket.toBytes(); DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, senderAddress, senderPort); socket.send(datagramPacket); System.out.println("Sent ACK " + ack + " successfully."); } public void setSenderAddress(InetAddress senderAddress) { this.senderAddress = senderAddress; } public void setSenderPort(int senderPort) { this.senderPort = senderPort; } } ``` Packet.java: ```java import java.nio.ByteBuffer; import java.util.zip.CRC32; public class Packet { public static final int HEADER_SIZE = 12; private static final int CRC_OFFSET = 8; private int seqNum; // 序列号 private int ackNum; // 确认号 private byte[] data; // 数据 private long checksum; // 校验和 private long timeStamp; // 发送或接收时间戳 public Packet(int seqNum, byte[] data) { this.seqNum = seqNum; this.data = data; calculateChecksum(); } public Packet(int ackNum) { this.ackNum = ackNum; calculateChecksum(); } public static Packet fromBytes(byte[] bytes) { ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(bytes); int seqNum = buffer.getInt(); int ackNum = buffer.getInt(); byte[] data = new byte[buffer.remaining() - HEADER_SIZE]; buffer.get(data); long checksum = buffer.getLong(); long timeStamp = buffer.getLong(); Packet packet = new Packet(seqNum, data); packet.setAckNum(ackNum); packet.setChecksum(checksum); packet.setTimeStamp(timeStamp); return packet; } public byte[] toBytes() { ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(HEADER_SIZE + data.length); buffer.putInt(seqNum); buffer.putInt(ackNum); buffer.put(data); buffer.putLong(checksum); buffer.putLong(timeStamp); return buffer.array(); } public boolean isChecksumCorrect() { CRC32 crc32 = new CRC32(); crc32.update(toBytes(), 0, CRC_OFFSET); crc32.update(toBytes(), CRC_OFFSET + 8, HEADER_SIZE - CRC_OFFSET); return crc32.getValue() == checksum; } private void calculateChecksum() { CRC32 crc32 = new CRC32(); crc32.update(toBytes(), 0, CRC_OFFSET); crc32.update(toBytes(), CRC_OFFSET + 8, HEADER_SIZE - CRC_OFFSET); crc32.update(data); checksum = crc32.getValue(); } public int getSeqNum() { return seqNum; } public void setSeqNum(int seqNum) { this.seqNum = seqNum; } public int getAckNum() { return ackNum; } public void setAckNum(int ackNum) { this.ackNum = ackNum; } public byte[] getData() { return data; } public void setData(byte[] data) { this.data = data; } public long getChecksum() { return checksum; } public void setChecksum(long checksum) { this.checksum = checksum; } public long getTimeStamp() { return timeStamp; } public void setTimeStamp(long timeStamp) { this.timeStamp = timeStamp; } } ```
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