计算机科学导论实验报告_网络问题_2014

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1404计算机第六组关于网络实验的报告
教学目标

1.
教会学生网络基本概念:网络拓扑、网络边界、路由表、网络延迟、传输

速率、吞吐量、客户端-服务器模型。
2.
令学生了解巨大复杂环境中网络协议的重要性。

任务目标

在共计30个节点的网络拓扑图中,小组六人每人负责5个节点的网络协议,
使得网络最终能够:
⑴任意两点间可以互相传输数据
⑵测试时的选择线路上网络延迟尽量短,吞吐量尽量大

注意事项

通过题目我们意识到:
⑴任意两点间可以传输数据,意味着数据不能进入死循环(例如A点将数
据传给B,而B又传给A),这要求规定网络协议时要考虑下一个节点的数据走
向,尽管下一个节点可能不归自己管理。
⑵实验中网络延迟仅由路径长度决定,因此各节点间的连通应尽量取较短的
路线。
⑶实验中吞吐量由同一路线上的传输个数决定,因此应尽量避免大量数据通
过同一条线路传输。
⑷实际测试时随机从最外圈十个点中选择八个作为用户端,从最内圈十个点
中随机选择一个作为服务器,这意味着我们只需优先考虑从最外圈节点向最内圈
节点传输数据的情况。

探索过程

为了彻底理解实验,我们在测试模式下进行了4次实验。
第一次:我们选到了一张很不错的图,但结果十分不理想。由于当初不懂规
矩,将网络协议中default放在了第一行,以至于之后的协议全部作废。测试时
0
到2的路线无论如何都走不通,而我们也没有人意识到问题所在,于是无奈下我
们放弃了这次实验。作为一次彻底失败的实验,我们没有留下任何图片。
第二次:在请教其他小组之后我们认识到了上次实验中的错误,于是我们在
除了端点(与其他节点只有一条通路连接,即只能向一个节点传输数据。这个概
念我们之后还会用到)之外的节点尽量避免使用default。在不断的纠正下我们勉
强完成了第一目标,任意两点间均能连接,但我们没有对协议进行优化就结束了
实验,得分为94分。下面是这次实验测试成绩时不同服务器的结果:

中国科学院大学 计算机科学导论 课程论文
可以看到,由于节点1、2为端点,所有数据均通过同一条路径,导致吞吐
量变小,所有用户端传输速率都只有37Mbp/s。而在节点8处,由于节点17把
所有数据给了18,以至于8实际上也成了一个端点,造成数据拥堵,用户端也
只有37Mbp/s。
第三次:吸取上一次的经验,我们在选图时避免了最内圈端点的出现,并且
约定了选择路径时均选最短路径,由此避免了循环的出现。但在完成第一目标后
仍未进行优化,得分为93分。下面是这次的实验结果:
虽然避免了上次试验出现的问题,但由于两条路径长度相差悬殊,节点
5
和7实际上和端点差别不大。而且节点21和29通向10与20实际上差别不大,
而负责人令它们全部通向同一个节点以至于大量拥堵,数据传输速度下降。
第四次:为了得到更高的分数,我们在开始实验前花费了大量时间选择图片,
并对图片作出以下要求:最内圈的0到9的10个节点间至少有8条通路相连;
这10个点中没有端点;最外圈任一个节点到最内圈任一个节点的最短距离不能
超过6(实际实验中若仅有一条距离为7的线也可接受)。网络协议制定后我们
又对其中一些路径进行了优化,最终得分98分。
以下为不同服务器的测试结果:
显然我们有了极大地进步,但也有着少许不足:节点19处连线过多无法全
部使用,于是我们规定19到29间没有数据传输,而实际上29是可以向19正常
传输数据的,这样的规定使20,21,29三点时常拥堵。又由于20,21,29与外界仅有
19一个节点想通,在其他节点也要通过此节点时也会造成拥堵,比如0
为服务

器时26也通过此点造成了网速下降。

正式实验

通过上一次的实验,我们认识到了选图的重要性,因此我们对选则的图型作
出如下要求要求:1.中心十个节点间至少有9条通路相连。2.中心十个点中没有
端点。3.最外圈任一点到最内圈任一点最短距离不超过6条线。4.不会出现大量
节点与其他节点仅有一个节点相连。
最终得到了理想中的图型。当初认为此图极棒,因为最内圈、最外圈的通路
都几乎占了一整个圈,然而在实际实验中我们发现,最外圈连线多并不一定是好
事,外圈的连线导致中间一圈与其他节点的通路不多,而且最外圈有几个节点若
想走最短路线必须先到其他位于最外圈的点,导致传输速度大幅下降。正式实验
的得分是97分。以下为各服务器的截图:
我们在完成连接后花费大量时间优化,防止了37与一些50Mbp/s的传输速
率的出现,并且不惜令路径长度加一的代价以分流。另外由于25、26、27到8、
9,26、27、28到6
均只能通过一条线路,造成了拥堵,但若想分流,某些路径

就需要增加至少两步,这是我们不愿意看到的,因此我们没有进行修改。

学习收获

通过此次试验,我们加深了对相关概念的认识,认识了网络协议制订的艰难
和重要性,以及网络拓扑图构建的重大意义。更加重要的事,我们知道了共同遵
守一个统一约定的协议的重要性,团结一致的重要性。

作者:ZET,NSL,ZZQ,SLX,YX etc.(隐私考虑,名字均用首字母缩写)
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