重庆大学计算机网络课程设计2

《计算机网络》课程设计报告

学院：计算机学院

专业：计算机科学与技术6班

指导老师：宋伟

学生姓名：李皓楠、王博韬、魏征、杨俊铸

一、课程设计目的

1.熟练掌握计算机网络课程中所学的理论知识；

2.通过综合计算机网络课程的基础知识来解决实际问题；

3.培养学生软件编程能力、分析问题、解决问题的能力

二、课程设计要求

课程设计题目：Project 4路由分组转发仿真

课程设计要求：

（1）模拟实现网络中路由器进行分组转发的过程；

（2）使每台PC上需要实现的2个功能为：

Ⅰ：一个主机Host的功能，包括原始数据的发送和目的数据的接收；

Ⅱ：一个路由器的功能，包括转发数据的接收，路由表的维护，查找路由表，和路由转发（即将数据转发给查找到的对应的路由器或主机）。

（3）程序在主机功能中示发送和接收的数据的原始地址和目的地址，在路由器功中显示接收到的数据的原始地址和目的地址，当前路由表，查找到的路由记录和

转发情况。

三、正文

1.组内分工

代码编写：王博韬、魏征

资料查找、程序测试、报告编写：李皓楠、杨俊铸

2.系统设计

2.1 通过模拟3个路由器，3个路由器两两相通。对应的网络拓扑如图一所示：

图一

2.2 仿真环境的建立需要3台PC和一台交换机，如图二所示：

图二

其中PC1模拟实现H1和R1的功能，PC2模拟实现H2和R2的功能，PC3模拟实现H3和R3的功能。使每台PC上能够实现课程设计要求的2个功能：一个主机Host的功能，包括原始数据的发送和目的数据的接收；一个路由器的功能，包括转发数据的接收，路由表的维护，查找路由表，和路由转发（即将数据转发给查找到的对应的路由器或主机）。

3.系统实现

3.1 封装的类介绍

Ⅰ：address()

声明的address为IP地址类，在该类里void setAddress（）来设置地址。

Ⅱ：packet()

声明packet作为数据包类，其中包含了data(数据包的数据）；address sourceAddress（发送方地址）；address targetAddress（接受方地址）。

Ⅲ：node()

声明node作为路由表节点类，记录路由表的节点的信息。

Ⅳ：router()

声明router作为路由器类，在该类里声明了路由器地址(address routerAddress)；设置了可扩展型路由表(vector routingTable)，又包含了路由表的转发功能(void transform(packet p))和路由表打印功能(void showRoutingTable())。

Ⅴ：host()

声明host作为主机类，在该类里包含了主机的详细信息：主机地址(address hostAddress)和与主机连接的路由器编号(int nextHop)，又分出主机是发送数据包(void send(packet p))或者是接收数据包(void receive(packet p))。

Ⅵ：主函数

作为主函数，它的主要功能是使函数能够按照设计流程运作。

3.2 路由分组转发

1.首先从IP数据包首部提取出目的主机的IP地址D，得出其所在的网络N。

2.若N就是与此路由器直接相连的某个网络，则进行直接交付，不需要经过其它的路由

器进行转发，直接把数据报交付给目的主机。若不是则执行步骤3。

3.若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传给路由表中所指明的下一

跳路由器。若没有则执行步骤4.

4.若路由表中有到达网络N的路由，则把数据报传给路由表中所指明的下一跳路由器。

否则执行步骤5.

5.报告转发分组错误。

3.3 系统设计流程

4.实验截图

最终结果如图三所示：

图三

四、总结

经过计算机网络课程设计实践学习，使我们小组对计算机网络有了更进一步的认识和了解，通过课程实践学习，我们也发现自己的不足之处，让自己对计算机网络这门课程有更深的理解。计算机网络是我们今后的专业课程的基础，通过这次课程实践学习，也使我们小组的各个成员的实践动手能力得到了加强。

五、附录（代码）

#include

#include

using namespace std;

class address//IP地址类

{

public:

int part1;

int part2;

int part3;

int part4;

void setAddress(int p1,int p2,int p3,int p4)//设置地址

{

part1=p1;

part2=p2;

part3=p3;

part4=p4;

}

bool operator ==(address& a)

{

return (part1==a.part1)&&(part2==a.part2)&&(part3==a.part3)&&(part4==a.part4);

}

friend ostream& operator <<(ostream& os,address& a)

{

cout<

return os;

}

};

class packet//数据包类

{

public:

string data;//数据包中数据

address sourceAddress;//发送方地址

address targetAddress; //接收方地址

};

class node//路由表节点类

{

public:

address targetAddress;

int nextHop;

void setNode(address t,int n)

{

targetAddress.setAddress(t.part1,t.part2,t.part3,t.part4);

nextHop=n;

}

};

class router//路由器类

{

public:

vector routingTable;//可扩展型路由表

address routerAddress;//路由器地址

void transform(packet p);//路由器转发功能

void showRoutingTable(); //路由表打印

};

class host//主机类

{

public:

address hostAddress;//主机地址

int nextHop;//与主机连接路由器编号

void send(packet p);//主机发送数据包

void receive(packet p);//主机接收数据包

};

router routers[3];

host hosts[3];

int main()

{

//设置主机IP地址

hosts[0].hostAddress.setAddress(192,168,1,1);

hosts[1].hostAddress.setAddress(192,168,1,2);

hosts[2].hostAddress.setAddress(192,168,1,3);

//设置主机下一跳路由器

hosts[0].nextHop=0;

hosts[1].nextHop=1;

hosts[2].nextHop=2;

//设置路由器地址

routers[0].routerAddress.setAddress(192,168,0,1);

routers[1].routerAddress.setAddress(192,168,0,2);

routers[2].routerAddress.setAddress(192,168,0,3);

//定义路由表中各节点

node n[6];

n[0].setNode(hosts[0].hostAddress,0);

n[1].setNode(hosts[1].hostAddress,1);

n[2].setNode(hosts[2].hostAddress,2);

n[3].setNode(hosts[0].hostAddress,-1);

n[4].setNode(hosts[1].hostAddress,-1);

n[5].setNode(hosts[2].hostAddress,-1);

//将R1路由表存入

routers[0].routingTable.push_back(n[1]);

routers[0].routingTable.push_back(n[2]);

routers[0].routingTable.push_back(n[3]);

//将R2路由表存入

routers[1].routingTable.push_back(n[0]);

routers[1].routingTable.push_back(n[2]);

routers[1].routingTable.push_back(n[4]);

//将R3路由表存入

routers[2].routingTable.push_back(n[0]);

routers[2].routingTable.push_back(n[1]);

routers[2].routingTable.push_back(n[5]);

//定义数据包内数据、发送方地址，接收方地址

packet p;

p.data="hello";

p.sourceAddress.setAddress(192,168,1,1);

p.targetAddress.setAddress(192,168,1,3);

//主机H1发送数据包

hosts[0].send(p);

cout<

//主机H1发送数据包，地址不在网络内

p.targetAddress.setAddress(202,202,1,1);

hosts[0].send(p);

cout<

//显示R1路由表

routers[0].showRoutingTable();

return 0;

}

void router::transform(packet p)

{

address sen=p.sourceAddress;

address rec=p.targetAddress;

cout<<"Received packet from "<

for(int i=0;i

{

if(routingTable[i].targetAddress==rec)

{

if(routingTable[i].nextHop==-1)

{

int j;

for(j=0;j<3;j++)

{

if(routingTable[i].targetAddress==hosts[j].hostAddress)

break;

}

cout<<"Sending to H"<

cout<<"H"<

hosts[j].receive(p);

return;

}

else

{

cout<<"Sending to router R"<

cout<<"R"<

routers[routingTable[i].nextHop].transform(p);

return;

}

}

}

cout<<"Can`t find target address in routing table\n";

cout<<"Sending failed"<

}

void router::showRoutingTable()

{

cout<<"Routing table :\n";

cout<<"Target address Next hop"<

for(int i=0;i

{

cout<<""<

if(routingTable[i].nextHop==-1)

cout<<" -"<

else

cout<<" R"<

}

}

void host::send(packet p)

{

cout<<"Host "<

cout<<"Sending to router R"<

cout<<"R"<

routers[nextHop].transform(p);

}

void host::receive(packet p)

{

cout<<"Host "<

cout<<"\nData in packet:"<

}