基於Socket的計算機網路實驗

內容簡介

本書介紹計算機網路相關技術實驗。全書共6部分。第1部分為第1～3章，介紹網路實驗基礎知識，包括基於Socket的編程、相關技術和UML。第2部分為第4～9章，給出6個網路基礎技術模擬實驗。第3部分為第10～14章，給出5個IP及TCP相關技術模擬實驗槓請說。第4部分為第15、16章廈局騙祖，給出兩個套用層相關技術模擬實主探斷驗。第5部分為第17、18章，介紹當前流行的雲計算技術並給出相關模擬實驗。第6部分為第19、20章，介紹當前流行的物聯網技術並給出相關模擬實驗。

本書對每個實驗都進行從分析、設計到實現的引導，使讀者深入體會、理解目前主要的計算機網路技術的工作原理，掌握其思想精髓，同時了解和掌握軟體工程開發過程，為開發大型軟體項目打下良好的基礎。

本書可作為高等院校計算機及其相關專業遙請的本科生計算機網路實驗課程的教材，也可供從事計算機網路開發、維護、管理工作的專業人員參考。

圖書目錄

第1部分網路實驗基礎

第1章基於Socket的編程31.1Socket概述3

1.1.1Socket的引入3

1.1.2Socket的類型4

1.1.3基於Socket技術的編程模式5

1.1.4連線埠號5

1.1.5Socket與IP位址、連線埠號的關係6

1.2基於Socket的通信編程簡介7

1.2.1Socket的工作流程7

1.2.2基於Java的Socket編程戀享朵符8

1.3Socket編程時的注意事項10

1.3.1編碼問題10

1.3.2網路位元組序11

1.3.3串列化/反串列化12

1.3.4關於報文格式的建議13

第2章相關技術和說明15

2.1執行緒15

2.1.1執行緒概述15

2.1.2基於Java的多執行緒架構16

2.1.3系統調度17

2.1.4執行緒的狀態19

2.1.5通過多執行緒進行數據的接收19

2.2同步和互斥及其套用22

2.2.1同步和互斥22基於Socket的計算機網路實驗目錄2.2.2邏輯錯誤23

2.2.3死鎖25

2.3關於P2P模式26

2.4其他說明26

2.4.1關於執行緒訪問界面控制項的問題26

2.4.2關於魯棒性27

2.4.3關於用例標識27

2.4.4關於連線埠28

2.4.5關於實驗中涉及的實體28

2.4.6關於本書的出發點28

第3章UML簡介30

3.1UML概述30

3.2用例圖31

3.2.1用例圖概述31

3.2.2用例圖中描述的關係32

3.3時序圖33

3.4類圖34

3.5活動圖36

3.6部署圖38

第2部分網路基礎技術模擬實驗

第4章3種交換方式的模擬實驗414.1概述41

4.2實驗描述42

4.3實驗分析和設計44

4.3.1用例分析44

4.3.2時序圖47

4.3.3部署圖48

4.3.4系統體系結構設計48

4.3.5報文格式設計49

4.3.6類圖50

4.4實驗實現52

4.4.1傳送端處理流程52

4.4.2交換機處理流程52

4.4.3接收端處理流程54

4.4.4界面樣例56

第5章信道復用技術模擬實驗57

5.1概述57

5.2實驗描述60

5.3實驗分析和設計62

5.3.1用例分析62

5.3.2時序圖65

5.3.3部署圖66

5.3.4系統體系結構設計66

5.3.5報檔墊熱文格式設計棕愚店67

5.3.6類圖68

5.4實驗實現70

5.4.1傳送端處理流程70

5.4.2信道處理流程71

5.4.3接收端處理流程72

5.4.4界面樣例75

第6章乙太網CSMA/CD協定模擬實驗77

6.1概述77

6.2實驗描述78

6.3實驗分析和設計80

6.3.1用例分析80

6.3.2匯流排狀態圖82

6.3.3時序圖82

6.3.4部署圖83

6.3.5系統體系結構設計84

6.3.6報文格式設計84

6.3.7類圖86

6.4實驗實現88

6.4.1主機進程流程88

6.4.2匯流排進程流程89

6.4.3界面樣例90

第7章交換機工作模擬實驗93

7.1概述93

7.2實驗描述94

7.3實驗分析和設計96

7.3.1用例分析96

7.3.2時序圖99

7.3.3部署圖100

7.3.4系統體系結構設計100

7.3.5報文格式設計101

7.3.6類圖102

7.4實驗實現104

7.4.1主機處理流程104

7.4.2交換機處理流程104

7.4.3界面樣例105

第8章隱蔽站和暴露站問題模擬實驗108

8.1概述108

8.2實驗描述110

8.3實驗分析和設計112

8.3.1用例分析112

8.3.2狀態圖114

8.3.3時序圖114

8.3.4部署圖115

8.3.5系統體系結構設計116

8.3.6報文格式設計116

8.3.7類圖118

8.4實驗實現119

8.4.1傳送數據幀流程119

8.4.2掃描傳送狀態列表執行緒類的工作流程120

8.4.3接收信息流程122

8.4.4界面樣例126

第9章CSMA/CA協定模擬實驗127

9.1概述127

9.1.1IEEE 802.11及其構成127

9.1.2CSMA/CD協定概述128

9.1.3退避時間129

9.1.4CSMA/CA協定的算法130

9.2實驗描述131

9.3實驗分析和設計133

9.3.1用例分析133

9.3.2時序圖136

9.3.3部署圖136

9.3.4系統體系結構設計136

9.3.5報文格式設計138

9.3.6類圖139

9.4實驗實現141

9.4.1移動節點處理流程141

9.4.2AP接收執行緒處理流程143

9.4.3界面樣例144

第3部分IP及TCP相關技術模擬實驗

第10章路由器工作原理模擬實驗14910.1概述149

10.1.1路由器的作用149

10.1.2路由器的構造150

10.1.3路由器和乙太網交換機的不同151

10.2實驗描述152

10.3實驗分析和設計154

10.3.1用例分析154

10.3.2時序圖157

10.3.3部署圖157

10.3.4系統體系結構設計157

10.3.5報文格式設計159

10.3.6類圖161

10.4實驗實現162

10.4.1網路進程處理流程163

10.4.2路由器進程相關處理流程163

10.4.3界面樣例166

第11章ARP模擬實驗168

11.1概述168

11.1.1為什麼需要ARP168

11.1.2ARP的工作過程169

11.1.3ARP的典型工作情況170

11.2實驗描述171

11.3實驗分析和設計173

11.3.1用例分析173

11.3.2主機狀態圖177

11.3.3時序圖177

11.3.4部署圖178

11.3.5系統體系結構設計179

11.3.6報文格式設計180

11.3.7類圖182

11.4實驗實現185

11.4.1主機進程處理流程185

11.4.2交換機進程信息接收處理流程187

11.4.3路由器進程信息接收處理流程188

11.4.4界面樣例188

第12章OSPF路由算法模擬實驗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算法的工作過程193

12.2實驗描述195

12.3實驗分析和設計196

12.3.1用例分析196

12.3.2時序圖198

12.3.3部署圖199

12.3.4系統體系結構設計199

12.3.5報文格式設計200

12.3.6類圖201

12.4實驗實現203

12.4.1洪泛法傳送信息流程203

12.4.2計算最短路徑算法流程204

12.4.3界面樣例206

第13章NAT技術模擬實驗207

13.1概述207

13.1.1為什麼需要NAT技術207

13.1.2NAT技術概述207

13.1.3NAT的分類209

13.1.4NAPT的工作原理210

13.1.5NAT的缺點211

13.2實驗描述212

13.3實驗分析和設計214

13.3.1用例分析214

13.3.2時序圖219

13.3.3部署圖220

13.3.4系統體系結構設計221

13.3.5報文格式設計222

13.3.6類圖223

13.4實驗實現226

13.4.1客戶端進程處理流程226

13.4.2交換機進程信息接收執行緒處理流程227

13.4.3NAT網關信息接收執行緒處理流程227

13.4.4伺服器進程信息接收執行緒處理流程230

13.4.5界面樣例231

第14章滑動視窗技術模擬實驗233

14.1概述233

14.1.1可靠傳輸概述233

14.1.2TCP滑動視窗234

14.2實驗描述236

14.3實驗分析和設計238

14.3.1相關說明238

14.3.2用例分析239

14.3.3時序圖242

14.3.4部署圖243

14.3.5系統體系結構設計243

14.3.6報文格式設計244

14.3.7類圖245

14.4實驗實現247

14.4.1傳送端進程處理流程247

14.4.2報文段接收執行緒處理流程250

14.4.3界面樣例252

第4部分套用層相關技術模擬實驗

第15章DNS模擬實驗25715.1概述257

15.1.1DNS的作用257

15.1.2域名257

15.1.3DNS查詢過程258

15.2實驗描述260

15.3實驗分析和設計262

15.3.1用例分析262

15.3.2時序圖265

15.3.3部署圖266

15.3.4系統體系結構設計266

15.3.5報文格式設計268

15.3.6類圖269

15.4實驗實現272

15.4.1客戶端進程處理流程272

15.4.2本地域名伺服器進程處理流程273

15.4.3其他域名伺服器進程處理流程274

15.4.4界面樣例276

第16章實現電子郵件客戶端模擬實驗279

16.1概述279

16.1.1郵件系統概述279

16.1.2SMTP的基本工作過程280

16.1.3SMTP的不足和擴展281

16.2實驗描述281

16.3實驗分析和設計282

16.3.1用例分析282

16.3.2時序圖284

16.3.3部署圖285

16.3.4系統體系結構設計285

16.3.5報文格式設計286

16.3.6類圖288

16.4實驗實現289

16.4.1傳送郵件處理流程289

16.4.2客戶端收取郵件流程290

16.4.3界面樣例293

第5部分雲計算技術及模擬實驗

第17章雲計算技術29717.1概述297

17.1.1雲計算的概念297

17.1.2虛擬化技術的引入298

17.1.3雲計算的特點299

17.1.4雲計算的隱患300

17.1.5服務類型300

17.2虛擬化技術302

17.2.1概念302

17.2.2特性303

17.2.3虛擬機快速部署技術304

17.2.4線上遷移305

17.3Hadoop概述305

17.4資源管理系統306

17.4.1基本架構307

17.4.2工作流程308

17.5分散式檔案系統309

17.5.1HDFS架構309

17.5.2讀檔案的流程311

17.5.3寫檔案的流程312

17.6MapReduce313

第18章雲計算技術模擬實驗315

18.1實驗描述315

18.2實驗分析和設計317

18.2.1用例分析317

18.2.2時序圖321

18.2.3部署圖322

18.2.4系統體系結構設計322

18.2.5報文格式設計324

18.2.6類圖326

18.3實驗實現329

18.3.1客戶端進程處理流程329

18.3.2資源管理器進程處理流程329

18.3.3節點管理器進程處理流程332

18.3.4界面樣例333第6部分物聯網技術及模擬實驗

第19章物聯網及其通信33719.1概念337

19.2USN體系結構339

19.3物聯網模型探討340

19.4感測器網路342

19.4.1感測器網路簡介342

19.4.2無線感測器節點344

19.5無線感測器網路路由技術345

19.5.1概述345

19.5.2LEACH協定346

19.6數據分析處理相關技術350

19.6.1數據融合技術350

19.6.2數據清洗技術352

第20章物聯網通信模擬實驗355

20.1實驗描述355

20.2實驗分析和設計357

20.2.1用例分析357

20.2.2時序圖361

20.2.3部署圖361

20.2.4系統體系結構設計362

20.2.5報文格式設計364

20.2.6類圖366

20.2.7數據表格設計369

20.3實驗實現369

20.3.1無線感測器節點進程處理流程369

20.3.2匯聚節點進程處理流程372

20.3.3數據伺服器進程處理流程372

20.3.4界面樣例374

基於Socket的計算機網路實驗

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