TCP-UDP通信过程学习及实验报告五篇

TCP_UDP通信过程学习及实验报告[五篇]第一篇：TCP_UDP通信过程学习及实验报告1.当两台计算机分别和中继器、二层交换机、三层交换、路由器相连时，请分别画出计算机与交换设备五层参考模型；计算机A应用层计算机B应用层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层中继器物理层物理层物理层计算机A应用层计算机B应用层传输层传输层网络层二层交换机数据链路层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层计算机A应用层计算机B应用层传输层三层交换机网络层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层计算机A应用层计算机B应用层传输层路由器网络层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层2.学习SOCKET编程，写出TCP、UDP通信流程；将实例程序两个同学一组，实现两台计算机之间通信。并写出学习报告；(a)TCP通信流程准备阶段：服务器程序首先进行初始化操作：(1)调用socket创建一个套接字(2)函数bind将这个套接字与服务器公认地址绑定在一起(3)函数listen将这个套接字转换成倾听套接字（listeningsocket）(4)调用函数accept来接受客户机的请求。客户机程序初始化操作：(1)客户机调用函数socket创建一个套接字(2)调用函数connect来与服务器建立连接。连接建立之后，客户机与服务器通过读(read())、写(write())套接字来进行通信。如下图：服务器端SocketTCP通信流程客户端bindSocketListenconnectwritesendsendwritecloseclose(b)UDP通信流程准备阶段：服务器程序首先进行初始化操作：(1)调用socket创建一个套接字(2)函数bind将这个套接字与服务器公认地址绑定在一起客户机程序初始化操作：(1)客户机调用函数socket创建一个套接字客户机与服务器通过读(sendto())、写(recvfrom())套接字来进行通信。如下图：服务器端SocketUDP通信流程客户端bindSocketrecvfromsendtosendtorecvfromcloseclose(c)实验报告实现两台计算机之间通信(1)首先在cmd下输入ipconfig获取本机IP信息，如下所示：(2)然后记录相应的IP地址，再将客户端代码中的*Serip=””中的””替换为该IP地址(3)先运行服务器端，再运行客户端，运行截图如下所示(d)代码中遇到的问题在测试代码的时候遇到了很多错误：(1)#include改为#include(2)main函数返回值改为int，return后添加返回值(3)break后添加分号(4)因为我用的是codeblocks，然后在设置-编译器-连接器设置-添加，添加libws2_32.a，我的libws2_32.a在cMinGWliblibws2_32.a下(d)个人感悟通过这次对socket编程的学习，我对socked编程有了一个大致的了解，实现了初步的TCP和UDP形式的客户端与服务器端的通信。这次实验我对网络编程产生了浓厚的兴趣，同时提高了以后学习计算机网络这门课的自信心。第二篇：通信原理实验报告1，必做题目1.1无线信道特性分析1.1.1实验目的1)了解无线信道各种衰落特性；2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义；3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。1.1.2实验内容1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[04e-068e-061.2e-05]秒，相对平均功率为[0-3-6-9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示：移动通信系统1.1.3实验作业1)根据信道参数，计算信道相干带宽和相干时间。fm=200;t=[04e-068e-061.2e-05];p=[10^010^-0.310^-0.610^-0.9];t2=t.^2;E1=sum(p.*t2)/sum(p);E2=sum(p.*t)/sum(p);rms=sqrt(E1-E2.^2);B=1/(2*pi*rms)T=1/fm2)设置较长的仿真时间（例如10秒），运行链路，在运行过程中，观察并分析瑞利信道输出的信道特征图（观察ImpulseResponse(IR)、FrequencyResponse(FR)、IRWaterfall、DopplerSpectrum、ScatteringFunction）。（配合截图来分析）ImpulseResponse(IR)移动通信系统从冲击响应可以看出，该信道有四条不同时延的路径。多径信道产生随机衰落，信道冲击响应幅值随机起伏变化。可以看出，该信道的冲激响应是多路冲激响应函数的叠加，产生严重的码间干扰。FrequencyResponse(FR)频率响应特性图不再是平坦的，体现出了多径信道的频率选择性衰落。移动通信系统IRWaterfall频率展宽后，信号的冲激响应不再平坦，是由于多径信道中不同信道的叠加影响DopplerSpectrum由于多普勒效应，接受信号的功率谱展宽扩展到fc-fm至fc+fm范围。移动通信系统3)观察并分析信号在经过瑞利衰落信道前后的星座图变化（截图并解释）。前标准的QPSK星座图，4个相位后移动通信系统信号经过多径信道后，相位和幅值均发生了随机变化，信号不再分布在四个点附近，可以看出信号质量很差。说明多径信道对信号产生了巨大的干扰。PSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析1.2BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析1.2.1实验目的掌握基于simulink的BPSK、QPSK典型通信系统的链路实现，仿真BPSK/QPSK信号在AWGN信道、单径瑞利衰落信道下的误码性能。1.2.2实验作业1)基于simulink搭建BPSK/QPSK通信链路，经过AWGN信道，接收端相干解调，仿真并绘出BPSK和QPSK信号在EbN0为0~10dB时（间隔：移动通信系统1dB）误码性能曲线。仿真参数：a)仿真点数：106b)信源比特速率：1Mbps。Bpsk通信链路QPSK通信链路BPSKAWGN参数移动通信系统QPSKAWGN参数用bertool画出BPSK信号的误码率曲线（0~10dB）移动通信系统由此可见BPSK和QPSK的在同一Eb/No时误比特率基本一样，这与理论分析一致2)在1的基础上，信号先经过平坦（单径）瑞利衰落，再经过AWGN信道，假设接收端通过理想信道估计获得了信道衰落值（勾选衰落信道模块的“Complexpathgainport”）。仿真并绘出BPSK和QPSK信号在EbN0为0~40dB时（间隔：5dB）误码性能曲线。信道仿真参数：最大多普勒频移为100Hz。BPSK通信链路移动通信系统QPSK通信链路瑞利单径信道参数移动通信系统QPSKAWGN参数移动通信系统BPSKAWGN参数BPSK/QPSK0-40db误码率曲线BPSK和QPSK在同一Eb/No的误比特率基本一致，这和理论基本一致移动通信系统2、分组题目2.1SIMO系统性能仿真分析2.1.1实验目的1.掌握基于simulink的单发多收（SIMO）16QAM仿真通信链路；2.仿真SIMO16QAM信号在单径瑞利衰落信道下，不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。2.1.2实验内容1.掌握单发多收的原理，利用分集技术，搭建单发多收通信系统框图。2.利用MATLAB中simulink所包含的通信系统模块搭建基于各种分集技术类型的单发多收通信链路。3.比较分析不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。2.1.3实验原理移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信号受到严重的衰落；阴影效应会使接收的信号过弱而造成信号的中断；信道存在噪声和干扰，也会使接收信号失真而造成误码。因此，在移动通信系统中需要采取一些数字信号处理技术来改善接收信号的质量。其中，多天线分集接收技术就是一个非常重要且常见的方法。分集接收的基本思想就是把接收到的多个衰落独立的信号加以处理，合理地利用这些信号的能量来改善接收信号的质量。分集技术总体来说分为两类，针对阴影衰落的宏观分集和针对微观衰落的微观分集。本实验主要注重微观分集。分集技术对信号的处理包含两个过程，首先是要获得M个相互独立的多径信号分量，然后对它们进行处理以获得信噪比的改善，这就是合并技术。合并方式共分为三种，选择合并、等增益合并和最大比值合并。选择合并是最简单的一种，在所接收的多路信号中，合并器选择信噪比最高的一路输出。最大比值合并会将所有路信号的能量和信息都利用上，会明显改善移动通信系统合并器输出的信噪比。基于这样的考虑，最大比值合并把各支路信号加权后合并。各路信号权值用数学方法得出。等增益合并性能上不及最大比值合并，但是却容易实现得多，其主要思想是将各路信号赋予相同权值相加。2.1.4实验仿真实验框图系统整体框图移动通信系统接收分集二分集等增益合并移动通信系统三分集等增益合并二分集选择合并三分集选择合并移动通信系统二分集最大比值合并三分集最大比值合并仿真结果从图中可以看到，通过等增益合并方式能够显著的减小误码率，并且随着Eb/N0的增加而更好的显示出性能优越；相对比不同的分集数可看出，分集数的增加能有效地减小误码率。移动通信系统由图可看到，三种合并方式都能显著地减小误码率，在分集数为二的情况下，效果最好的是最大比值合并，等增益次之，都优于选择合并；2.1.5实验结论移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信道受到严重的衰落，所以必须采取相应的抗衰落的措施来提高系统性能。在本次课程设计中，我们小组学习研究了对三种不同分集合并技术在改善系统性能方面的效果的课题实验。通过仿真实验得出的不同分集的误码率，分集技术能有效地减小误码率从而提高系统性能；而通过对误码率曲线的分析，可以看出：对于三种分集合并技术，等分集前提下，最大比值合并优于等增益合并优于选择合并；而对于同一合并技术，增加分集数能优化其性能。2.2直接序列扩频系统性能分析2.2.1实验目的1）了解直接序列扩频系统的原理2）基于simulink搭建直接序列扩频仿真通信链路，仿真分析在不同信道条件下的误比特率性能。3）观察体会直接序列扩频对误码率的改善程度2.2.2实验内容1)搭建基于simulink搭建直接序列扩频仿真通信链路，观察频谱和波形2）仿真分析在不同信道条件下的误比特率性能。移动通信系统2.2.3实验原理所谓直接序列扩频，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱。而在接收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。直扩系统的抗干扰能力是由接收机对干扰的抑制产生的，如果干扰信号的带宽与信息带宽相同（即窄带），此干扰信号经过发送机伪噪声码调制后将展宽为与发送信号相同的带宽，而其谱密度却降低了若干倍。相反，直扩信号经伪噪声码解扩后变成了窄带信息，从而使增益提高了若干倍。实验原理框图伯努利信源b(t)x(t)s(t)信道r(t)e(t)Tby(Tb)dt判决0y(t)c(t)cos(wct)c(t)cos(wct)直接序列扩频通信系统2.2.4实验仿真直接序列扩频simulink仿真通信链路a.伯努利序列参数和PN序列参数:伯努利信源100bps移动通信系统PN序列2kbps移动通信系统b.扩频前后频谱变化:扩频前频谱：类似sinc函数的频谱扩频后频谱：频谱明显展宽功率谱密度降低移动通信系统扩频调制后波形：移动通信系统解扩解调波形：c.误比特率AWGN信道（仿真点数1e6）移动通信系统BPSK理论误码率（-7到10dB的误比特率曲线)通过两者对比，我们可以发现直接序列扩频通信系统对Eb/No的改善近似为13dB，这和理论分析出的值接近。第三篇：通信网络实验报告通信网络实验报告实验一隐终端和暴露终端问题分析一、实验目的1、2、3、4、了解无线网络中的载波检测机制；熟悉节点的传输范围、冲突干扰范围、载波检测范围和噪声干扰范围的概念；了解载波检测接入体制中存在的隐终端问题和暴露终端问题；结合仿真实验分析载波检测无线网络中的隐终端问题和暴露终端问题。二、实验结果Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Serveraddress:2Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Firstpacketsentat[s]:0.000000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Lastpacketsentat[s]:99.990000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Sessionstatus:NotclosedNode:1,Layer:AppCbrClient,(0)Totalnumberofbytessent:5120000Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Totalnumberofpacketssent:10000Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Throughput(bitspersecond):409600Node:2,Layer:AppCbrServer,(0)Clientaddress:1Node:2,Layer:AppCbrServer,(0)Firstpacketreceivedat[s]:0.007438001Node:2,Layer:AppCbrServer,(0)Lastpacketreceivedat[s]:99.999922073Node:2,Layer:AppCbrServer,(0)Averageend-to-enddelay[s]:0.739902205Node:2,Layer:AppCbrServer,(0)Sessionstatus:NotclosedNode:2,Layer:AppCbrServer,(0)Totalnumberofbytesreceived:4975616Node:2,Layer:AppCbrServer,(0)Totalnumberofpacketsreceived:9718Node:2,Layer:AppCbrServer,(0)Throughput(bitspersecond):398078Node:3,Layer:AppCbrClient,(0)Serveraddress:4Node:3,Layer:AppCbrClient,(0)Firstpacketsentat[s]:0.000000000Node:3,Layer:AppCbrClient,(0)Lastpacketsentat[s]:99.990000000Node:3,Layer:AppCbrClient,(0)Sessionstatus:NotclosedNode:3,Layer:AppCbrClient,(0)Totalnumberofbytessent:5120000Node:3,Layer:AppCbrClient,(0)Totalnumberofpacketssent:10000Node:3,Layer:AppCbrClient,(0)Throughput(bitspersecond):409600Node:4,Layer:AppCbrServer,(0)Clientaddress:3Node:4,Layer:AppCbrServer,(0)Firstpacketreceivedat[s]:0.003058001Node:4,Layer:AppCbrServer,(0)Lastpacketreceivedat[s]:99.993058001Node:4,Layer:AppCbrServer,(0)Averageend-to-enddelay[s]:0.003119031Node:4,Layer:AppCbrServer,(0)Sessionstatus:NotclosedNode:4,Layer:AppCbrServer,(0)Totalnumberofbytesreceived:5120000Node:4,Layer:AppCbrServer,(0)Totalnumberofpacketsreceived:10000Node:4,Layer:AppCbrServer,(0)Throughput(bitspersecond):409612三、实验结果分析通过仿真结果可以看出，节点2无法收到数据。由于节点3是节点1的一个隐终端，节点1无法通过物理载波检测侦听到节点3的发送，且节点3在节点2的传输范围外，节点3无法通过虚拟载波检测延迟发送，所以在节点1传输数据的过程中，节点3完成退避发送时将引起冲突。四、思考题1、RTS/CTS能完全解决隐终端问题吗？如果不能，请说明理由。从理论分析上看，RTS/CTS协议似乎可以完全解决数据链隐藏终端问题，然而在实际网络中并非如此，尤其是在AdHoc网络中。以节点为中心，存在发送区域和干扰区域。在发送区域内，在没有干扰的情况下，数据包可正常收发；该区域的大小由站点的功率等参数确定，可视为定值。干扰区域是相对于接受节点而言的，在该区域内，节点可以受到来自非相关节点发送的数据的干扰，造成冲突、丢包。RTS/CTS对隐藏终端问题的屏蔽实际上是建立在两区域相等的基础上的，即所有的隐藏终端都位于接受节点发送范围内。此中假设并不成立，干扰区域与收发节点间距有关。实验二无线局域网DCF协议饱和吞吐量验证一、实验目的1、了解IEEE802.11DCF协议的基本原理。2、理解网络饱和吞吐量的概念。3、通过仿真对DCF协议饱和吞吐量的二维马尔可夫链模型进行验证。二、实验结果Node:1,Layer:AppCbrClient,(4)Serveraddress:55Node:1,Layer:AppCbrClient,(4)Firstpacketsentat[s]:0.000000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(4)Lastpacketsentat[s]:99.990000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(4)Sessionstatus:NotclosedNode:1,Layer:AppCbrClient,(4)Totalnumberofbytessent:5120000Node:1,Layer:AppCbrClient,(4)Totalnumberofpacketssent:10000Node:1,Layer:AppCbrClient,(4)Throughput(bitspersecond):409600Node:1,Layer:AppCbrClient,(3)Serveraddress:54Node:1,Layer:AppCbrClient,(3)Firstpacketsentat[s]:0.000000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(3)Lastpacketsentat[s]:99.990000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(3)Sessionstatus:NotclosedNode:1,Layer:AppCbrClient,(3)Totalnumberofbytessent:5120000Node:1,Layer:AppCbrClient,(3)Totalnumberofpacketssent:10000Node:1,Layer:AppCbrClient,(3)Throughput(bitspersecond):409600Node:1,Layer:AppCbrClient,(2)Serveraddress:53Node:1,Layer:AppCbrClient,(2)Firstpacketsentat[s]:0.000000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(2)Lastpacketsentat[s]:99.990000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(2)Sessionstatus:NotclosedNode:1,Layer:AppCbrClient,(2)Totalnumberofbytessent:5120000Node:1,Layer:AppCbrClient,(2)Totalnumberofpacketssent:10000Node:1,Layer:AppCbrClient,(2)Throughput(bitspersecond):409600Node:1,Layer:AppCbrClient,(1)Serveraddress:52Node:1,Layer:AppCbrClient,(1)Firstpacketsentat[s]:0.000000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(1)Lastpacketsentat[s]:99.990000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(1)Sessionstatus:NotclosedNode:1,Layer:AppCbrClient,(1)Totalnumberofbytessent:5120000Node:1,Layer:AppCbrClient,(1)Totalnumberofpacketssent:10000Node:1,Layer:AppCbrClient,(1)Throughput(bitspersecond):409600Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Serveraddress:51Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Firstpacketsentat[s]:0.000000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Lastpacketsentat[s]:99.990000000Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Sessionstatus:NotclosedNode:1,Layer:AppCbrClient,(0)Totalnumberofbytessent:5120000Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Totalnumberofpacketssent:10000Node:1,Layer:AppCbrClient,(0)Throughput(bitspersecond):409600Node:51,Layer:AppCbrServer,(0)Clientaddress:1Node:51,Layer:AppCbrServer,(0)Firstpacketreceivedat[s]:0.003056858Node:51,Layer:AppCbrServer,(0)Lastpacketreceivedat[s]:99.995493030Node:51,Layer:AppCbrServer,(0)Averageend-to-enddelay[s]:0.351972641Node:51,Layer:AppCbrServer,(0)Sessionstatus:NotclosedNode:51,Layer:AppCbrServer,(0)Totalnumberofbytesreceived:5102592Node:51,Layer:AppCbrServer,(0)Totalnumberofpacketsreceived:9966Node:51,Layer:AppCbrServer,(0)Throughput(bitspersecond):408219Node:52,Layer:AppCbrServer,(1)Clientaddress:1Node:52,Layer:AppCbrServer,(1)Firstpacketreceived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示环路已处于失锁状态。失锁时ud的最大值和最小值就是锁定状态下ud的变化范围（对应于环路的同步范围）。环路处于失锁状态时，CAR和CAR-OUT频率不相等。调节C34使ud的差拍频率降低，当频率降低到某一程度时ud会突然变成直流，环路由失锁状态变为锁定状态。4.观察环路的捕捉过程先使环路处于失锁定状态，慢慢调节C34，使环路刚刚进入锁定状态后，关闭电源开关，然后再打开电源，用示波器观察ud，可以发现ud由差拍信号变为直流的变化瞬态过程。ud的这种变化表示了环路的捕捉过程。通信原理实验报告5.观察相干载波相位模糊现象使环路锁定，用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT信号，反复断开、接通电源可以发现这两个信号有时同相、有时反相。通信原理实验报告四、实验总结1.总结锁相环锁定状态及失锁状态的特点。答：模拟锁相环锁定的特点：输入信号频率与反馈信号的频率相等，鉴相器输出电压为直流。模拟锁相环失锁的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压。2.设K0=18HZ/V，根据实验结果计算环路同步带ΔfH及捕捉带ΔfP。答：代入指导书“3式”计算得：v112v，则fH186108Hz；v28v，则fp18472Hz3.由公式nRCKdKo及6811n计算环路参数ωn和ζ，式中Kd=62(R25R68)C114-6V/rad，Ko=2π×18rad/s.v，R25=2×10，R68=5×10，C11=2.2×10F。（fn=ωn/2π应远小于码速率，ζ应大于0.5)。答：nn2186.5fn17.6Hz远小于码速率；111rad4362(210510)2.21051032.2106170.5（波特）；1110.624.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。答：平方运算输出信号中有2fc离散谱，模拟环输出信号频率等于2fc，二分频，滤波后得到干扰波；2电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态5.设VCO固有振荡频率f0不变，环路输入信号频率可以改变，试拟订测量环路同步带及捕捉带的步骤。答：环路处于锁定状态后，慢慢增大C34，使ud增大到锁定状态下的最大值ud1（此值不大于+12V）；①ud增大到锁定状态下的最大值ud1值为：4.8V通信原理实验报告②继续增大C34，ud变为交流（上宽下窄的周期信号）。③环路失锁。再反向调节减小C34，ud的频率逐渐变低，不对称程度越来越大。④直至变为直流。记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2；继续减小C34，使ud减小到锁定状态下的最小值ud3；环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2为：2.4Vud减小到锁定状态下的最小值ud3为：1.6V⑤再继续减小C34，ud变为交流（下宽上窄的周期信号），环路再次失锁。然后反向增大C34，记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4。环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4的值为：4.4V通信原理实验报告实验四数字解调与眼图一、实验目的1.掌握2DPSK相干解调原理。2.掌握2FSK过零检测解调原理。二、实验内容1.用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。2.用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。3．用示波器观察眼图。三、实验步骤1.复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理，接通实验箱电源。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。2.检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常，保证载波同步单元处于同步态！3.2DPSK解调实验（1）将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2（建议使用示波器探头的x10衰减档）接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。（2）示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF，可看到LPF与MU同相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号电平与0电平对称，否则不对称通信原理实验报告（3）示波器的CH1接VC，调节电位器R39，保证VC处在0电平（当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平），此即为抽样判决器的最佳门限。（4）观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关