基于Socket的计算机网络实验

目录

第1部分网络实验基础

第1章基于Socket的编程31.1Socket概述3

1.1.1Socket的引入3

1.1.2Socket的类型4

1.1.3基于Socket技术的编程模式5

1.1.4端口号5

1.1.5Socket与IP地址、端口号的关系6

1.2基于Socket的通信编程简介7

1.2.1Socket的工作流程7

1.2.2基于Java的Socket编程8

1.3Socket编程时的注意事项10

1.3.1编码问题10

1.3.2网络字节序11

1.3.3串行化/反串行化12

1.3.4关于报文格式的建议13

第2章相关技术和说明15

2.1线程15

2.1.1线程概述15

2.1.2基于Java的多线程架构16

2.1.3系统调度17

2.1.4线程的状态19

2.1.5通过多线程进行数据的接收19

2.2同步和互斥及其应用22

2.2.1同步和互斥22基于Socket的计算机网络实验目录2.2.2逻辑错误23

2.2.3死锁25

2.3关于P2P模式26

2.4其他说明26

2.4.1关于线程访问界面控件的问题26

2.4.2关于鲁棒性27

2.4.3关于用例标识27

2.4.4关于端口28

2.4.5关于实验中涉及的实体28

2.4.6关于本书的出发点28

第3章UML简介30

3.1UML概述30

3.2用例图31

3.2.1用例图概述31

3.2.2用例图中描述的关系32

3.3时序图33

3.4类图34

3.5活动图36

3.6部署图38

第2部分网络基础技术模拟实验

第4章3种交换方式的模拟实验414.1概述41

4.2实验描述42

4.3实验分析和设计44

4.3.1用例分析44

4.3.2时序图47

4.3.3部署图48

4.3.4系统体系结构设计48

4.3.5报文格式设计49

4.3.6类图50

4.4实验实现52

4.4.1发送端处理流程52

4.4.2交换机处理流程52

4.4.3接收端处理流程54

4.4.4界面样例56

第5章信道复用技术模拟实验57

5.1概述57

5.2实验描述60

5.3实验分析和设计62

5.3.1用例分析62

5.3.2时序图65

5.3.3部署图66

5.3.4系统体系结构设计66

5.3.5报文格式设计67

5.3.6类图68

5.4实验实现70

5.4.1发送端处理流程70

5.4.2信道处理流程71

5.4.3接收端处理流程72

5.4.4界面样例75

第6章以太网CSMA/CD协议模拟实验77

6.1概述77

6.2实验描述78

6.3实验分析和设计80

6.3.1用例分析80

6.3.2总线状态图82

6.3.3时序图82

6.3.4部署图83

6.3.5系统体系结构设计84

6.3.6报文格式设计84

6.3.7类图86

6.4实验实现88

6.4.1主机进程流程88

6.4.2总线进程流程89

6.4.3界面样例90

第7章交换机工作模拟实验93

7.1概述93

7.2实验描述94

7.3实验分析和设计96

7.3.1用例分析96

7.3.2时序图99

7.3.3部署图100

7.3.4系统体系结构设计100

7.3.5报文格式设计101

7.3.6类图102

7.4实验实现104

7.4.1主机处理流程104

7.4.2交换机处理流程104

7.4.3界面样例105

第8章隐蔽站和暴露站问题模拟实验108

8.1概述108

8.2实验描述110

8.3实验分析和设计112

8.3.1用例分析112

8.3.2状态图114

8.3.3时序图114

8.3.4部署图115

8.3.5系统体系结构设计116

8.3.6报文格式设计116

8.3.7类图118

8.4实验实现119

8.4.1发送数据帧流程119

8.4.2扫描发送状态列表线程类的工作流程120

8.4.3接收信息流程122

8.4.4界面样例126

第9章CSMA/CA协议模拟实验127

9.1概述127

9.1.1IEEE 802.11及其构成127

9.1.2CSMA/CD协议概述128

9.1.3退避时间129

9.1.4CSMA/CA协议的算法130

9.2实验描述131

9.3实验分析和设计133

9.3.1用例分析133

9.3.2时序图136

9.3.3部署图136

9.3.4系统体系结构设计136

9.3.5报文格式设计138

9.3.6类图139

9.4实验实现141

9.4.1移动节点处理流程141

9.4.2AP接收线程处理流程143

9.4.3界面样例144

第3部分IP及TCP相关技术模拟实验

第10章路由器工作原理模拟实验14910.1概述149

10.1.1路由器的作用149

10.1.2路由器的构造150

10.1.3路由器和以太网交换机的不同151

10.2实验描述152

10.3实验分析和设计154

10.3.1用例分析154

10.3.2时序图157

10.3.3部署图157

10.3.4系统体系结构设计157

10.3.5报文格式设计159

10.3.6类图161

10.4实验实现162

10.4.1网络进程处理流程163

10.4.2路由器进程相关处理流程163

10.4.3界面样例166

第11章ARP模拟实验168

11.1概述168

11.1.1为什么需要ARP168

11.1.2ARP的工作过程169

11.1.3ARP的典型工作情况170

11.2实验描述171

11.3实验分析和设计173

11.3.1用例分析173

11.3.2主机状态图177

11.3.3时序图177

11.3.4部署图178

11.3.5系统体系结构设计179

11.3.6报文格式设计180

11.3.7类图182

11.4实验实现185

11.4.1主机进程处理流程185

11.4.2交换机进程信息接收处理流程187

11.4.3路由器进程信息接收处理流程188

11.4.4界面样例188

第12章OSPF路由算法模拟实验192

12.1概述192

12.1.1路由算法概述192

12.1.2OSPF概述193

12.1.3OSPF算法的工作过程193

12.2实验描述195

12.3实验分析和设计196

12.3.1用例分析196

12.3.2时序图198

12.3.3部署图199

12.3.4系统体系结构设计199

12.3.5报文格式设计200

12.3.6类图201

12.4实验实现203

12.4.1洪泛法发送信息流程203

12.4.2计算*短路径算法流程204

12.4.3界面样例206

第13章NAT技术模拟实验207

13.1概述207

13.1.1为什么需要NAT技术207

13.1.2NAT技术概述207

13.1.3NAT的分类209

13.1.4NAPT的工作原理210

13.1.5NAT的缺点211

13.2实验描述212

13.3实验分析和设计214

13.3.1用例分析214

13.3.2时序图219

13.3.3部署图220

13.3.4系统体系结构设计221

13.3.5报文格式设计222

13.3.6类图223

13.4实验实现226

13.4.1客户端进程处理流程226

13.4.2交换机进程信息接收线程处理流程227

13.4.3NAT网关信息接收线程处理流程227

13.4.4服务器进程信息接收线程处理流程230

13.4.5界面样例231

第14章滑动窗口技术模拟实验233

14.1概述233

14.1.1可靠传输概述233

14.1.2TCP滑动窗口234

14.2实验描述236

14.3实验分析和设计238

14.3.1相关说明238

14.3.2用例分析239

14.3.3时序图242

14.3.4部署图243

14.3.5系统体系结构设计243

14.3.6报文格式设计244

14.3.7类图245

14.4实验实现247

14.4.1发送端进程处理流程247

14.4.2报文段接收线程处理流程250

14.4.3界面样例252

第4部分应用层相关技术模拟实验

第15章DNS模拟实验25715.1概述257

15.1.1DNS的作用257

15.1.2域名257

15.1.3DNS查询过程258

15.2实验描述260

15.3实验分析和设计262

15.3.1用例分析262

15.3.2时序图265

15.3.3部署图266

15.3.4系统体系结构设计266

15.3.5报文格式设计268

15.3.6类图269

15.4实验实现272

15.4.1客户端进程处理流程272

15.4.2本地域名服务器进程处理流程273

15.4.3其他域名服务器进程处理流程274

15.4.4界面样例276

第16章实现电子邮件客户端模拟实验279

16.1概述279

16.1.1邮件系统概述279

16.1.2SMTP的基本工作过程280

16.1.3SMTP的不足和扩展281

16.2实验描述281

16.3实验分析和设计282

16.3.1用例分析282

16.3.2时序图284

16.3.3部署图285

16.3.4系统体系结构设计285

16.3.5报文格式设计286

16.3.6类图288

16.4实验实现289

16.4.1发送邮件处理流程289

16.4.2客户端收取邮件流程290

16.4.3界面样例293

第5部分云计算技术及模拟实验

第17章云计算技术29717.1概述297

17.1.1云计算的概念297

17.1.2虚拟化技术的引入298

17.1.3云计算的特点299

17.1.4云计算的隐患300

17.1.5服务类型300

17.2虚拟化技术302

17.2.1概念302

17.2.2特性303

17.2.3虚拟机快速部署技术304

17.2.4在线迁移305

17.3Hadoop概述305

17.4资源管理系统306

17.4.1基本架构307

17.4.2工作流程308

17.5分布式文件系统309

17.5.1HDFS架构309

17.5.2读文件的流程311

17.5.3写文件的流程312

17.6MapReduce313

第18章云计算技术模拟实验315

18.1实验描述315

18.2实验分析和设计317

18.2.1用例分析317

18.2.2时序图321

18.2.3部署图322

18.2.4系统体系结构设计322

18.2.5报文格式设计324

18.2.6类图326

18.3实验实现329

18.3.1客户端进程处理流程329

18.3.2资源管理器进程处理流程329

18.3.3节点管理器进程处理流程332

18.3.4界面样例333第6部分物联网技术及模拟实验

第19章物联网及其通信33719.1概念337

19.2USN体系结构339

19.3物联网模型探讨340

19.4传感器网络342

19.4.1传感器网络简介342

19.4.2无线传感器节点344

19.5无线传感器网络路由技术345

19.5.1概述345

19.5.2LEACH协议346

19.6数据分析处理相关技术350

19.6.1数据融合技术350

19.6.2数据清洗技术352

第20章物联网通信模拟实验355

20.1实验描述355

20.2实验分析和设计357

20.2.1用例分析357

20.2.2时序图361

20.2.3部署图361

20.2.4系统体系结构设计362

20.2.5报文格式设计364

20.2.6类图366

20.2.7数据表格设计369

20.3实验实现369

20.3.1无线传感器节点进程处理流程369

20.3.2汇聚节点进程处理流程372

20.3.3数据服务器进程处理流程372

20.3.4界面样例374