傳輸層中多路復用與解復用模擬程序的實現(xiàn)

1、山東建筑大學計算機科學與技術(shù)學院課程設(shè)計說明書題 目： 傳輸層中多路復用與解復用模擬程序的實現(xiàn)課 程： 計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計院 （部）： 計算機科學與技術(shù)專 業(yè)： 網(wǎng)絡(luò)工程班 級： 網(wǎng)絡(luò)062學生姓名： 顏璐學 號： 2006111162指導教師： 徐功文 完成日期： 2009-07-09目 錄課程設(shè)計任務書I傳輸層中多路復用與解復用模擬程序的實現(xiàn)(Java或C+)1一、問題描述1二、基本要求1三、設(shè)計思想1四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5五、程序流程6六、源程序7七、測試數(shù)據(jù)23八、測試情況23結(jié) 論25參考文獻26課程設(shè)計指導教師評語27山東建筑大學計算機科學與技術(shù)學院課程設(shè)計任務書設(shè)計題目傳輸層中多路復用與

2、解復用模擬程序的實現(xiàn)(Java或C+)已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計要求1.已知參數(shù)：應用層中的各類應用 2.設(shè)計要求： 2.1能夠處理應用層中常用的幾種應用，自己創(chuàng)建進程表示HTTP、FTP等至少兩種應用；2.2構(gòu)造所需的報文段數(shù)據(jù)；2.3能夠?qū)崿F(xiàn)無連接的多路復用和解復用的模擬程序，通過socket處理，在服務器端能夠顯示客戶端請求的是何種應用；2.4能夠?qū)崿F(xiàn)面向連接的多路復用和解復用的模擬程序，要求同上。3. Java環(huán)境為MyEclipse, C+環(huán)境為Visual C+設(shè)計內(nèi)容與步驟1.熟悉多路復用與解復用的實現(xiàn)原理；2.熟悉TCP/UDP報文相關(guān)結(jié)構(gòu)；3.TCP/UDP報文的構(gòu)造；4.無連接的多

3、路復用和解復用的模擬程序的設(shè)計與實現(xiàn)；5.面向連接的多路復用和解復用的模擬程序的設(shè)計與實現(xiàn)；6.課程設(shè)計任務說明書。設(shè)計工作計劃與進度安排1.知識準備，整體思路設(shè)計 2小時2.開發(fā)環(huán)境與程序調(diào)試環(huán)境 4小時3.無連接的多路復用和解復用的模擬程序的設(shè)計與實現(xiàn)； 12小時4.面向連接的多路復用和解復用的模擬程序的設(shè)計與實現(xiàn)； 12小時5.課程設(shè)計說明書 10小時設(shè)計考核要求1.出勤 202.答辯或演示303.課程設(shè)計說明書 50指導教師（簽字）： 教研室主任（簽字）：傳輸層中多路復用與解復用模擬程序的實現(xiàn)(Java或C+)一、問題描述設(shè)計要求：1. 能夠處理應用層中常用的幾種應用，自己創(chuàng)建進程表示

4、HTTP、FTP等至少兩種應用。2. 構(gòu)造所需的報文段數(shù)據(jù)。3. 能夠?qū)崿F(xiàn)無連接的多路復用和解復用的模擬程序，通過socket處理，在服務器端能夠顯示客戶端請求的是何種應用。4. 能夠?qū)崿F(xiàn)面向連接的多路復用和解復用的模擬程序。二、基本要求1. .熟悉多路復用與解復用的實現(xiàn)原理；2. 熟悉TCP/UDP報文相關(guān)結(jié)構(gòu)；3. TCP/UDP報文的構(gòu)造；4. 無連接的多路復用和解復用的模擬程序的設(shè)計與實現(xiàn)；5. 面向連接的多路復用和解復用的模擬程序的設(shè)計與實現(xiàn)；三、設(shè)計思想使用套接字管道通信模塊實現(xiàn)進程間的多道復用。主要有下面幾種方法： 1)pipe, 創(chuàng)建一個管道,返回2個管道描述符.通常用于父子進

5、程之間通訊。2)popen, pclose: 這種方式只返回一個管道描述符,常用于通信另一方是stdin or stdout; 3)mkpipe: 命名管道, 在許多進程之間進行交互。同時要應用到Java I/O 里面的Selector便成來實現(xiàn)。四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)傳輸層的多路復用與解復用的模擬程序?qū)崿F(xiàn)用到了C/S 及客戶端與服務器模式：SelectorSocket 與 SelectorClient ：Selector相當于一個服用總線，負責統(tǒng)一各個處理程序的消息注冊，統(tǒng)一接收客戶端或服務器消息信息，再分發(fā)給不同的事件處理程序進行處理。整個流程就一個注冊-接收-處理的過程，這樣就模擬實現(xiàn)了多路復用與

6、解復用，能夠把相應的數(shù)據(jù)分發(fā)的對應的應用程序：首先應用服務器端，即SelectorSocket.java ,同一個個程序的消息注冊，統(tǒng)一接收客戶端或服務器消息信息，再分發(fā)給不同的事件處理程序進行處理；然后運行客戶端，即SelectorClient.java ,運行此程序負責連接服務器，并向其發(fā)送一定的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多路復用。五、模塊劃分1. java.io.BufferedReader;/將緩沖指定文件的輸入2. java.io.InputStreamReader;/字節(jié)轉(zhuǎn)換為字符的橋梁3. .InetAddress;/參數(shù)傳遞給流套接字類和自尋址套接字類構(gòu)造器或非構(gòu)造器方法4. .InetSoc

7、ketAddress;/根據(jù)IP 地址和端口號創(chuàng)建套接字地址5java.nio.ByteBuffer;/將此緩沖區(qū)與另一個緩沖區(qū)進行比較6. java.nio.channels.SelectionKey;/此鍵的通道是否已準備好接受新的套接字連接7java.nio.channels.Selector;/將NIO通道選綁定到擇器8java.nio.channels.SocketChannel;/打開套接字通道并將其連接到遠程地址六、源程序服務器端：import .InetAddress;/nio非堵塞應用通常適用用在I/O讀寫等方面import .InetSocketAddress;import

8、 java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.nio.channels.Selector;import java.nio.channels.ServerSocketChannel;import java.nio.channels.SocketChannel;import java.util.Iterator;public class SelectorSocket private SocketChannel sc;private Selector select;private SelectionKey

9、 key;private ServerSocketChannel ssc;public SelectorSocket() public void run() throws Exception / 打開一個選擇器select = Selector.open();ssc = ServerSocketChannel.open();ssc.configureBlocking(false);/ 向select注冊key = ssc.register(select, SelectionKey.OP_ACCEPT);InetSocketAddress address = new InetSocketAddr

10、ess(InetAddress.getLocalHost(), 8888);ssc.socket().bind(address);while (true) / 選擇一個通道if (select.select() 0) Iterator iter = select.selectedKeys().iterator();while (iter.hasNext() key = iter.next();/ 一個key被處理完成后，就都被從就需隊列中除去iter.remove();/ 該通道可被處理System.out.println(一個新的請求！);if (key.isAcceptable() Sys

11、tem.out.println(連接！);/ 從ServerSocketChannel中取得我們剛剛注冊的SocketChannelsc = (ServerSocketChannel) key.channel().accept();sc.configureBlocking(false);key = sc.register(select, SelectionKey.OP_READ);System.out.println(有新的連接了，地址是:+ sc.socket().getInetAddress().getHostAddress();if (key.isReadable() sc = (Soc

12、ketChannel) key.channel();ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(10);int count = sc.read(bb);if (count 0) bb.flip();System.out.println(Client+ new String(bb.array();sc.write(bb);System.out.println(Server+ new String(bb.array();bb.position(0);bb.limit(0); else sc.close();bb.clear();bb = null;public stat

13、ic void main(String args) SelectorSocket ss = new SelectorSocket();try ss.run(); catch (Exception e) e.printStackTrace(System.out);客戶端：import java.io.BufferedReader;/將緩沖指定文件的輸入import java.io.InputStreamReader;/字節(jié)轉(zhuǎn)換為字符的橋梁import .InetAddress;/參數(shù)傳遞給流套接字類和自尋址套接字類構(gòu)造器或非構(gòu)造器方法import .InetSocketAddress;/根據(jù)IP

14、 地址和端口號創(chuàng)建套接字地址import java.nio.ByteBuffer;/將此緩沖區(qū)與另一個緩沖區(qū)進行比較import java.nio.channels.SelectionKey;/此鍵的通道是否已準備好接受新的套接字連接import java.nio.channels.Selector;/將NIO通道選綁定到擇器import java.nio.channels.SocketChannel;/打開套接字通道并將其連接到遠程地址import java.util.Iterator;/迭代器public class SelectorClient private SocketChannel

15、 sc;private Selector select;private SelectionKey key;/nio非堵塞應用通常適用用在I/O讀寫等方面public SelectorClient() public void run() throws Exception select = Selector.open();sc = SocketChannel.open();sc.configureBlocking(false);key = sc.register(select, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);sc.connect(new

16、 InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(), 8888);while (!sc.finishConnect() sc.write(ByteBuffer.wrap(hello.getBytes();while (true) if (select.select() 0) Iterator iter = select.selectedKeys().iterator();while (iter.hasNext() key = iter.next();if (key.isConnectable() System.out.println(連接上服務器!);i

17、f (key.isReadable() ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(10);sc.read(bb);bb.flip();System.out.println(收到的是: + new String(bb.array();System.out.println(請輸入數(shù)據(jù):); String data = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in).readLine();sc.write(ByteBuffer.wrap(data.getBytes();System.out.println(發(fā)送的是

18、: + data);bb.clear();bb = null;public static void main(String args)throws ExceptionSelectorClient sc=new SelectorClient();sc.run();七、測試數(shù)據(jù)下面是服務器端程序運行時的截圖：服務器首先運行，即監(jiān)聽各個連接信道，當有數(shù)據(jù)連接數(shù)，顯示連接主機的IP地址，并且發(fā)送Hello到請求的主機，情況顯示如下： 八、測試情況啟動客戶端程序，當程序啟動，想運行服務器的主機發(fā)送相應的數(shù)據(jù)，服務器收到能夠并顯示，并且向請求的主機將其發(fā)送的數(shù)據(jù)返回給客戶端主機，現(xiàn)實情況如下：客戶程序：服

19、務器程序：結(jié) 論設(shè)計中遇到的問題（系統(tǒng)設(shè)計、定義模塊、調(diào)試等過程中所遇到的問題）及如何解決的，還存在的問題及可能的改進方法等等。1. 進程協(xié)同工作時，需要互相交換信息，有些情況下進程間交換的少量信息，有些情況下進程間交換大批數(shù)據(jù)。進程通信即為兩個并行進程可以通過互相發(fā)送消息進行合作，消息是通過消息緩沖而在進程之間相互傳遞的。 如進程同步是一種進程通信，通過修改信號量，進程之間可建立起聯(lián)系，相互協(xié)調(diào)運行和協(xié)同工作;2. java.nio 包定義了緩沖區(qū)類，這些類用于所有 NIO API。java.nio.charset 包中定義了字符集 API，java.nio.channels 包中定義了信道和選擇器 API。每個子包都具有自己的服務提供程序接口 (SPI) 子包，SPI 子包的內(nèi)容可用于擴展