用c++以太网CSMA/CD协议模拟实验

CSMA/CD协议是一种介质访问控制协议，用于在共享媒介（如以太网）上进行通信。在C++中，可以通过模拟网络节点和数据包的方式来实现CSMA/CD协议的模拟实验。以下是一个简单的示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <random>
#include <chrono>

using namespace std;

// 定义数据包结构体
struct Packet {
    int src;  // 源节点
    int dest;  // 目的节点
    int size;  // 数据包大小
};

// 定义节点类
class Node {
public:
    Node(int id, int bandwidth, int delay) : id_(id), bandwidth_(bandwidth), delay_(delay) {}
    void sendPacket(const Packet& packet) {
        packets_.push_back(packet);
    }
    void receivePacket(const Packet& packet) {
        if (packet.dest == id_) {
            cout << "Node " << id_ << " received packet from node " << packet.src << endl;
        }
    }
    void update() {
        // 以一定概率发送数据包
        if (rand() % 100 < 50) {
            int dest = rand() % nodes_.size();
            if (dest != id_) {
                Packet packet{id_, dest, 1024};
                sendPacket(packet);
                cout << "Node " << id_ << " sent packet to node " << dest << endl;
            }
        }
        // 处理接收到的数据包
        for (auto& packet : packets_) {
            if (packet.size * 8 / bandwidth_ + delay_ < time_) {
                receivePacket(packet);
            }
        }
        // 清空已经接收的数据包
        packets_.clear();
        time_++;
    }
    void addNode(Node* node) {
        nodes_.push_back(node);
    }
private:
    int id_;  // 节点编号
    int bandwidth_;  // 带宽
    int delay_;  // 传输延迟
    int time_ = 0;  // 当前时间
    vector<Node*> nodes_;  // 相邻节点
    vector<Packet> packets_;  // 已经接收的数据包
};

int main() {
    srand(time(nullptr));
    vector<Node> nodes{Node(0, 1000000, 5), Node(1, 1000000, 5), Node(2, 1000000, 5)};
    nodes[0].addNode(&nodes[1]);
    nodes[0].addNode(&nodes[2]);
    nodes[1].addNode(&nodes[0]);
    nodes[1].addNode(&nodes[2]);
    nodes[2].addNode(&nodes[0]);
    nodes[2].addNode(&nodes[1]);
    while (true) {
        for (auto& node : nodes) {
            node.update();
        }
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(10));
    }
    return 0;
}

在上面的示例代码中，我们定义了一个Packet结构体来表示数据包，以及一个Node类来表示网络节点。在Node类中，我们定义了sendPacket和receivePacket两个函数来模拟数据包的发送和接收过程。在update函数中，我们首先以一定概率发送数据包，然后处理已经接收到的数据包，并清空已经接收的数据包。最后，我们通过addNode函数来建立节点之间的连接关系。

在主函数中，我们定义了三个节点，并建立了它们之间的连接关系。然后，我们在一个无限循环中，依次调用每个节点的update函数，并通过sleep_for函数来模拟传输延迟。

需要注意的是，上面的示例代码只是一个简单的模拟，没有考虑到CSMA/CD协议的详细实现过程。如果需要更加准确地模拟CSMA/CD协议，需要考虑到冲突检测、退避算法等实现细节。