C语言实现数据链路层协议:停等式ARQ与CRC校验
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更新于2024-07-20
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"通过C语言编程实现数据链路层协议,使用socket进行通信,涉及数据链路层的功能、CRC校验和停等式ARQ协议。"
数据链路层是计算机网络中的第二层,负责在物理层提供的比特流基础上提供可靠的数据传输服务。它通过检测和纠正错误,以及流量控制来确保数据包在不可靠的通信线路上传输时的准确性。在本实验中,主要实现了数据链路层的一个简化协议,包括CRC校验和停等式自动重传请求(ARQ)机制。
CRC(Cyclic Redundancy Check,循环冗余校验)是一种广泛用于数据传输错误检测的校验方法。实验中,接收端接收到数据后,首先将数据转换为32位整数,然后进行CRC计算。这一过程涉及多项式除法,其中接收的数据(S(D))乘以一个固定的生成多项式(D^L/g(D))并取模,计算出的余数作为CRC校验位。校验位被添加到原始数据后面,形成一个新的24位码字,然后这个码字在数据帧中发送。
停等式ARQ协议是一种简单的错误恢复策略,主要用于两端点之间的数据传输。在客户端(Client)侧,首先发送一个同步帧(SYN)以告知服务器(Server)准备接收数据。客户端将数据进行CRC编码后发送,服务器接收并校验数据。如果校验正确,服务器回复一个确认帧(ACK),客户端则发送下一个数据帧。如果数据校验失败,服务器发送否定确认帧(NAK),客户端则重传数据。在服务器端,当接收到SN等于当前接收序列号(RN)的数据帧并验证无误后,服务器更新RN并发送ACK。如果收到的SN与RN相同,说明重复帧,或者数据校验错误,服务器发送NAK。
C语言程序代码中,客户端和服务器端分别实现上述逻辑。`winsock.h`库在Windows平台上提供了socket接口,用于网络通信。客户端程序(client.c)包含了初始化socket、连接服务器、发送数据和处理响应等功能,而服务器端的程序则处理客户端的连接请求,接收数据帧,进行CRC校验并根据结果发送ACK或NAK帧。
通过这个实验,可以深入理解数据链路层协议如何通过错误检测和纠正以及流量控制机制确保数据的正确传输,同时也能掌握使用C语言和socket接口实现网络协议的基本技术。实验报告应包括对协议工作流程的分析,以及在遇到异常情况时的原因分析。
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2020-10-25 上传
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2023-02-20 上传
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