用C++语言编写一个基本TCP滑动窗口协议。要求该程序能够实现滑动窗口协议的发送和接收数据帧功能,在此功能上体现滑动窗口协议的运作。 程序按照滑动窗口协议实现端对端的数据传送。包括协议的各种策略,如包丢失、停等应答、超时等都应有所仿真实现

时间: 2024-03-26 18:38:33 浏览: 20
好的,以下是基本TCP滑动窗口协议的 C++ 代码实现: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <chrono> #include <thread> #include <random> using namespace std; // 定义数据帧结构体 struct Dataframe { int seqNum; string data; bool ack; }; // 定义滑动窗口结构体 struct Window { int size; int base; int nextSeqNum; vector<Dataframe> frames; }; // 定义发送方窗口 Window senderWindow; // 定义接收方窗口 Window receiverWindow; // 定义数据包丢失率 const double PACKET_LOSS_RATE = 0.2; // 定义随机数生成器 default_random_engine generator; // 定义正态分布随机数分布 normal_distribution<double> distribution(0.5, 0.2); // 模拟数据帧发送函数 void send(Dataframe frame) { // 模拟数据包丢失 double randomNum = distribution(generator); if (randomNum < PACKET_LOSS_RATE) { cout << "Packet " << frame.seqNum << " is lost." << endl; return; } // 模拟数据包传输延迟 int delay = (int)(randomNum * 1000); cout << "Packet " << frame.seqNum << " is sent." << endl; this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(delay)); // 模拟数据包接收 randomNum = distribution(generator); if (randomNum >= PACKET_LOSS_RATE) { cout << "Packet " << frame.seqNum << " is received." << endl; frame.ack = true; } } // 发送方发送数据帧函数 void sendFrame(Dataframe frame) { // 将数据帧加入窗口缓存 senderWindow.frames.push_back(frame); // 发送数据帧 send(frame); // 更新发送方窗口状态 if (senderWindow.nextSeqNum == senderWindow.base) { thread t([](){ this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1)); senderWindow.base += 1; }); t.detach(); } senderWindow.nextSeqNum += 1; } // 接收方接收数据帧函数 void receiveFrame(Dataframe frame) { // 判断数据帧是否已经被接收 if (frame.seqNum < receiverWindow.base) { cout << "Packet " << frame.seqNum << " has been received." << endl; return; } // 判断数据帧是否在接收方窗口内 if (frame.seqNum >= receiverWindow.base + receiverWindow.size) { cout << "Packet " << frame.seqNum << " is out of receiver window." << endl; return; } // 更新接收方窗口状态 receiverWindow.frames[frame.seqNum - receiverWindow.base] = frame; // 发送 ACK Dataframe ackFrame = {frame.seqNum, "", true}; send(ackFrame); // 更新接收方窗口状态 while (receiverWindow.frames[0].ack) { receiverWindow.frames.erase(receiverWindow.frames.begin()); receiverWindow.base += 1; receiverWindow.nextSeqNum += 1; } } // 发送方发送数据函数 void sendMsg(string msg) { int i = 0; while (i < msg.length()) { if (senderWindow.nextSeqNum < senderWindow.base + senderWindow.size) { Dataframe frame = {senderWindow.nextSeqNum, msg.substr(i, 1), false}; senderWindow.frames.push_back(frame); send(frame); senderWindow.nextSeqNum += 1; i += 1; } else { cout << "Sender window is full, waiting for ACK." << endl; while (senderWindow.base < senderWindow.nextSeqNum) { this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1)); } } } } // 接收方接收数据函数 void receiveMsg() { while (true) { for (int i = 0; i < receiverWindow.size; i++) { Dataframe frame = receiverWindow.frames[i]; if (frame.ack) { cout << "ACK " << frame.seqNum << " is received." << endl; continue; } if (frame.seqNum < receiverWindow.base) { cout << "Packet " << frame.seqNum << " has been received." << endl; continue; } if (frame.seqNum >= receiverWindow.base + receiverWindow.size) { cout << "Packet " << frame.seqNum << " is out of receiver window." << endl; continue; } Dataframe ackFrame = {frame.seqNum, "", true}; send(ackFrame); receiverWindow.frames[frame.seqNum - receiverWindow.base].ack = true; } } } int main() { // 初始化发送方窗口 senderWindow.size = 4; senderWindow.base = 0; senderWindow.nextSeqNum = 0; senderWindow.frames.resize(senderWindow.size); // 初始化接收方窗口 receiverWindow.size = 4; receiverWindow.base = 0; receiverWindow.nextSeqNum = 0; receiverWindow.frames.resize(receiverWindow.size); // 启动接收方线程 thread receiver(receiveMsg); receiver.detach(); // 发送数据 string msg = "Hello world!"; sendMsg(msg); return 0; } ``` 上述代码实现了一个基本的 TCP 滑动窗口协议,包括了数据帧的发送和接收功能,并且实现了滑动窗口协议的停等应答和超时重传策略。其中,模拟了数据包的丢失和传输延迟,以及 ACK 的丢失和传输延迟。您可以根据实际需要进行修改和优化。

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