广州大学计算机网络实验报告五《网络程序设计》2023年

学院

年级、专业、班

姓名

学号

实验课程名称

计算机网络实验

成绩

实验项目名称

网络程序设计

指导老师

程序代码1：该段代码用于生成需要用到的相关数据，即两个存储帧的文件。

import random

import pandas

# 地址

addrlist = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N']

# 生成的第一个帧数据文件

frame_data1 = []

n = random.randint(10, 15)  # 帧文件的数据行数为：5~10之间的随机数

for i in range(n):

    addr = random.sample(addrlist, 2)  # 随机取两个样本，分别作为目的地址target和源地址source

    addr.append(random.randint(1, 200))  # 插入一个1~200的随机数作为帧内数据

    frame_data1.append(addr)  # 将数据插入到frame_data1中

frame_data1 = pandas.DataFrame(frame_data1, columns=['target', 'source', 'data'])  # 创建一个表格数据结构，存储数据

frame_data1.to_csv('frame_data1.csv', index=False)  # 将表格的数据结构做成一个表格文件

print(frame_data1)  # 打印表格文件

# 生成第二个帧数据文件

frame_data2 = []

n = random.randint(10, 15)

for i in range(n):

    addr = random.sample(addrlist, 2)

    addr.append(random.randint(1, 200))

    frame_data2.append(addr)

frame_data2 = pandas.DataFrame(frame_data2, columns=['target', 'source', 'data'])

frame_data2.to_csv('frame_data2.csv', index=False)

print(frame_data2)

# 读取文件

file1 = pandas.read_csv('frame_data1.csv')

file2 = pandas.read_csv('frame_data2.csv')

程序代码2：该段代码实现了模拟网桥的功能。

import pandas

import numpy

# 网桥自学习 更新转发表的信息（添加转发表中没有的信息）

def updateForwardingTable(key, ForwardingTable=None):

    ForwardingTable.loc[ForwardingTable.shape[0]] = [key, port_dict[key]]  # 开辟转发表中的新的一行，然后存储新的地址和其对应的端口号

    print('更新后的转发表为')

    print(ForwardingTable)

# 通过广播进行查找发送

def broadcastSearch(line):

    for key in port_dict:  # 遍历所有的地址

        if key == line[0]:  # 地址匹配时

            print('广播发送成功\n')

            return

    print('没有找到目标地址，发送失败\n')

# 模拟网桥转发功能

def simulate_Bridge(line, ForwardingTable=None):  # line为帧中的数据，第一、二、三个数据分别为目的地址、源地址、数据

    print(f'网络接口{port_dict[line[1]]}收到数据帧')

    print(f'PC-{line[1]}向PC-{line[0]}发送数据{line[2]}')

    # 如果 源地址 不在转发表中， 则网桥需要将源地址记录在转发表中

    if line[1] not in numpy.array(ForwardingTable.address):

        print(f'转发表登记PC-{line[1]}源地址')

        updateForwardingTable(line[1], forwardingTable)

    # 如果 目的地址 不在转发表中， 则通过广播进行发送

    if line[0] not in numpy.array(ForwardingTable.address):

        print(f'PC-{line[0]}目的地址不在转发表中，通过广播进行发送')

        broadcastSearch(line)

        return

    # （源地址和目的地址均在转发表中时） 判断 源地址 和 目的地址 是否在同一个网段，即它们的端口号是否相等

    if numpy.array(ForwardingTable[ForwardingTable['address'] == line[1]]['port']) == numpy.array(

            ForwardingTable[ForwardingTable['address'] == line[0]]['port']):

        print('源地址和目的地址在同一个网络接口，丢弃该帧\n')

    else:

        num = numpy.array(ForwardingTable[ForwardingTable['address'] == line[0]]['port'])

        print(f'通过网络接口{num[0]}进行转发\n')

# 端口与地址的字典

port_dict = {'A': 1, 'B': 2, 'C': 2, 'D': 3, 'E': 2, 'F': 1, 'G': 1, 'H': 3, 'I': 2, 'J':2, 'K':2, 'L':3, 'M':1, 'N':1}

# 网桥生成的转发表

forwardingTable = pandas.DataFrame(columns=['address', 'port'])

# 读取初始化数据：帧文件的数据

frame_data1 = pandas.read_csv('frame_data1.csv')

frame_data2 = pandas.read_csv('frame_data2.csv')

print('第一个帧文件的数据为：')

print(frame_data1)

print('\n第二个帧文件的数据为：')

print(frame_data2)

# 从两个帧文件中交替读入帧数据

index1 = 0

index2 = 0

for i in range(max(len(frame_data1), len(frame_data2))):

    if index1 < len(frame_data1):

        # 获取文件1的一行数据，并转为列表：[targetAddr, sourceAddr, data]

        line1 = list(frame_data1.iloc[index1])  # 获取文件frame_data1中的第index1+1行数据

        print(f'网桥从网段中得到帧数据为{line1}')

        simulate_Bridge(line1, forwardingTable)

        index1 += 1

    if index2 < len(frame_data2):

        # 获取文件2的一行数据，并转为列表：[targetAddr, sourceAddr, data]

        line2 = list(frame_data2.iloc[index2])

        print(f'网桥从网段中得到帧数据为{line2}')

        simulate_Bridge(line2, forwardingTable)

        index2 += 1

# 读完所有的帧后，打印当前的转发表

print(f'所有文件中的帧数据处理完成后，此时的转发表内容为\n{forwardingTable}')

程序代码

import argparse

# 读取文件内容的函数

def readfile(path):

    with open(path, 'r', encoding='utf-8-sig') as f:

        content = f.read()

        f.close()

    return content

# 通过命令行参数解析器创建一个解析器对象

parser = argparse.ArgumentParser(description='Calculate checksum for a file')

# 添加一个命令行参数，表示文件路径，必须提供

parser.add_argument('--path', required=True, type=str)

# 使用解析器解析命令行参数

args = parser.parse_args()

# 从命令行参数中获取文件路径

file_path = args.path

# 读取文件内容

file_content = readfile(path=file_path)

print("文件内容为：", file_content)

# 将字符串转为十六进制  注意 这里的数据类型为 字符串类型

hex_data_list = [hex(ord(char)).replace('0x', '') for char in file_content]

# 对奇数长度字节的尾部补'00'

if 1 == len(hex_data_list) % 2:

    hex_data_list.append('00')

print("十六进制数据列表：", hex_data_list)

# 相邻两项进行合并

num_list = ['0x' + hex_data_list[i] + hex_data_list[i + 1] for i in range(0, len(hex_data_list), 2)]

print("合并后的十六进制数值列表：", num_list)

# 相加

check_sum = hex(sum([int(num, 16) for num in num_list]))  # 进行16进制的加法运算

check_sum = check_sum.replace('0x', '')  # 去掉多的一个前缀'0x'

print("未处理进位的相关问题时，结果为：", check_sum)  # 打印结果为：271fa

# 处理进位

if len(check_sum) > 4:

    check_sum_part1 = '0x' + check_sum[:len(check_sum) - 4]  # 提取高位(高的第一位)

    print("提取高位：", check_sum_part1)

    check_sum_part2 = '0x' + check_sum[len(check_sum_part1) - 4:]  # 提取低位（低的第一位）

    print("提取低位：", check_sum_part2)

    temp1 = hex(int(check_sum_part1, 16) + int(check_sum_part2, 16))  # 将高位和低位进行十六进制加法操作

    print("高位和低位相加：", check_sum_part1, "+", check_sum_part2, "=", temp1)

    temp1 = temp1.replace('0x', '')

    index1 = len(check_sum_part1) - 2

    index2 = len(check_sum) - (abs(len(check_sum_part2)) - 2)

    temp2 = check_sum[index1:index2]

    temp2 = '0x' + temp2

    check_sum = temp2 + temp1

    print("将高位和低位相加后的结果赋值到十六进制末尾：", check_sum)

print("数据文件的校验和为：", check_sum)