基于广播网络实验内容

Myth丶恋晨 2024-04-06 10:27 73阅读 0赞

[资源下载地址][Link 1]：https://download.csdn.net/download/sheziqiong/86764136  
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## 基于广播网络实验内容 ##

### 实验内容 ###

1、实现节点广播的 broadcast\_packet 函数

2、验证广播网络能够正常运行

*  从一个端节点 ping 另一个端节点

3、验证广播网络的效率

*  在 three\_nodes\_bw.py 进行 iperf 测量
 *  两种场景：
    
    H1: iperf client; H2, H3: servers （h1 同时向 h2 和 h3 测量）
    
    H1: iperf server; H2, H3: clients （h2 和 h3 同时向 h1 测量）

自己动手构建环形拓扑，验证该拓扑下节点广播会产生数据包环路

### 设计思路及结果验证 ###

#### 实现节点广播 ####

##### 设计思路 #####

本实验需要在已有代码框架的基础上实现 `main.c` 中的 `broadcast_packet` 函数。

注意到，如要实现广播网路，则非接受节点若收到数据包，需要将数据包从其他端口转发出去。因此，该函数的伪代码如下：

foreach iface in iface_list:
        if iface != rx_iface:
            iface_send_packet(iface, packet, len);

（注：`iface_list` 保存所有端口的信息）

在该实验中，该函数的具体实现如下:

void broadcast_packet(iface_info_t *iface, const char *packet, int len)
    {
        
    	// TODO: broadcast packet 
    	fprintf(stdout, "TODO: broadcast packet here.\n");
    	iface_info_t * iface_entry = NULL;
    	list_for_each_entry(iface_entry, &instance->iface_list, list) {
        
    		if (iface_entry -> fd != iface -> fd) {
        
    			iface_send_packet(iface_entry, packet, len);
    		}
    	}
    }

其中，`instance_iface` 保存所有端口的信息，iface\_list 中的表项利用 fd 来进行区分。

##### 结果验证 #####

利用 `three_nodes_bw.py` 拓扑文件打开 `Mininet`，互相 `ping` 三个节点使之能通，测试结果如下：

###### `h1` 节点 ping `h2` 节点和 `h3` 节点： ######

![在这里插入图片描述][693656fb935146e1bbe95a0e7b1b97a0.png]

上图中 `10.0.0.2` 和 `10.0.0.3` 分别表示 `h2` 和 `h3` 节点。如图，`h1` 节点可以 `ping` 通 `h2` 节点和 `h3` 节点。

###### `h2` 节点 ping `h1` 节点和 `h3` 节点： ######

![在这里插入图片描述][3d65a12ed1b84ed28f4021d1bd5f4a7b.png]

上图中 `10.0.0.1` 和 `10.0.0.3` 分别表示 `h1` 和 `h3` 节点。如图，`h2` 节点可以 `ping` 通 `h1` 节点和 `h3` 节点。

###### `h3` 节点 ping `h1` 节点和 `h2` 节点： ######

![在这里插入图片描述][59847851ca9f4616a3e7fb65bd7775ab.png]

上图中 `10.0.0.1` 和 `10.0.0.2` 分别表示 `h1` 和 `h2` 节点。如图，`h3` 节点可以 `ping` 通 `h1` 节点和 `h2` 节点。

###### 进行 iperf 测试，验证广播网络的链路利用效率，测试结果如下： ######

###### `h1`: `iperf client`; `h2`,`h3`: `iperf servers`： ######

![在这里插入图片描述][4d8f453ee8744866a72d9701ec5e8c2a.png]

上图中 `h1` 节点同时向 `h2` 节点和 `h3` 节点测量，可以看出 `h1` 节点时向 `h2` 节点和 `h3` 节点的发送带宽分别为 `2.92Mbps` 和 `3.89Mbps`。`h2` 节点和 `h3` 节点的接收带宽分别为 `2.89Mbps` 和 `3.88Mbps`。

而在拓扑文件中，`h1 -> b1` 的带宽为 `20Mbps`，`b1 -> h2` 的带宽为 `10Mbps`,`b1 -> h3` 的带宽为 `10Mbps`。因此带宽的利用率为 `34.05%`。

###### `h1`: `iperf server`; `h2`,`h3`: `iperf client`: ######

![在这里插入图片描述][55f165cf7db84e638b181c76f6a371d6.png]

上图中 `h2` 节点和 `h3` 节点同时向 `h1` 节点测量，可以看出 `h1` 节点时接收 `h2` 节点和 `h3` 节点的接收带宽分别为 `4.14Mbps` 和 `3.76Mbps`。`h2` 节点和 `h3` 节点的发送带宽分别为 `4.31Mbps` 和 `3.82Mbps`。

同样的，在拓扑文件中，`h1 -> b1` 的带宽为 `20Mbps`，`b1 -> h2` 的带宽为 `10Mbps`,`b1 -> h3` 的带宽为 `10Mbps`。因此带宽的利用率为 `39.5%`。

#### 构建环形拓扑网络 ####

##### 结果验证 #####

通过 `h1# ping -c 1 10.0.0.2` 指令，抓包看到一个数据包不断被转发，测试结果如下图：

`h1` 显示结果：

![在这里插入图片描述][14f8236e4ea348e08feb806f4dbe1422.png]

`h2` 利用 `wireshark` 抓包结果：

![在这里插入图片描述][1e0d0272fd524006811be6ba8feb4539.png]  
![在这里插入图片描述][d5e04350b10f4965a1a9f0a4ae2f8061.png]

由上图可知，数据包在该环形拓扑中被不断转发。  
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