计算机网络2.1

实验内容

操作系统附带的标准 Ping 命令使用 ICMP 进行通信，本实验要求学生编程实现一个简单的，非标准的，基于 UDP 进行通信的 Ping 程序。学生需要用 Python 编写一个 Ping 客户端。客户端程序发送一个 ping 报文，然后接收一个从已经提供的服务器上返回的对应 pong 报文，并计算出从该客户发送 ping 报文到接收到 pong 报文为止的往返时延（Round-Trip Time，RTT）。
在客户端程序一次执行过程中，学生编写的的 Ping 客户端程序需经 UDP 向服务器发送 10 个ping 报文。对于每个报文，当对应的 pong 报文返回时，客户端程序要确认并打印输出 RTT值；在整个执行过程中，客户端程序需要考虑分组丢失情况，客户端最多等待 1 秒，超过该时长则打印丢失报文。

代码说明

服务端代码server.py

import random
from socket import *serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
serverSocket.bind(('', 12000))
while True:rand = random.randint(0, 10)message, address = serverSocket.recvfrom(1024)message = message.upper()if rand < 4:continueserverSocket.sendto(message, address)

客户端代码client.py

from socket import *
from time import time# 创建socket套接字
udpSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)# 设置超时时间为1s
udpSocket.settimeout(1)# 准备接收方的地址
sendAddress = ("127.0.0.1", 12000)# 总的包的个数
total_data = 10get_data_counts = 0  # 接收包的个数
max_RIT = 0.000  # 最大RIT时间
min_RIT = 1.000  # 最短RIT时间
total_RIT = 0.000  # 总的时间
sendData = 1  # 发送的消息while sendData <= total_data:begin_time = time()udpSocket.sendto(str(sendData).encode(), sendAddress)try:receiveData = udpSocket.recvfrom(1024)run_time = time() - begin_timeprint("RIT time:", run_time, "s")print(receiveData)get_data_counts += 1min_RIT = min(min_RIT, run_time)max_RIT = max(max_RIT, run_time)total_RIT += run_timeexcept Exception as e:print('Time out!!!!')sendData += 1print("max_time:", max_RIT, "s")
print("min_time:", min_RIT, "s")
print("avg_time:", total_RIT / get_data_counts, "s")
print("average packet loss rate:", (float)(get_data_counts) / total_data * 100, "%")udpSocket.close()

实验过程

启动服务端server,py代码
启动客户端client,py代码
观察和计算平均RIT时间和平均丢包率

实验结果和改进措施

实验结果

RIT time: 0.0002722740173339844 s
(b'1', ('127.0.0.1', 12000))
RIT time: 0.0001609325408935547 s
(b'2', ('127.0.0.1', 12000))
Time out!!!!
RIT time: 0.00022411346435546875 s
(b'4', ('127.0.0.1', 12000))
RIT time: 7.915496826171875e-05 s
(b'5', ('127.0.0.1', 12000))
RIT time: 6.890296936035156e-05 s
(b'6', ('127.0.0.1', 12000))
Time out!!!!
Time out!!!!
RIT time: 0.000347137451171875 s
(b'9', ('127.0.0.1', 12000))
Time out!!!!
max_time: 0.000347137451171875 s
min_time: 6.890296936035156e-05 s
avg_time: 0.00019208590189615885 s
average packet loss rate: 60.0 %

改进措施

由于本次实验我只仅仅发送10个数据包。由于数据包数量过少，并不能很好地模拟出丢包率，所以为了更好地模拟丢包率。我将发送的数据包增加到了100。以下是部分实验结果

由此可见，当发送的数据包足够大时，平均丢包率为70%

实验中问题以和解决方法

实验中遇到的问题：

判断该请求是否超时

怎么精确计算RIT时间

解决方法：

使用socket的内置函数settimeout来判断请求是否超时，并捕获异常打出超时

利用python内置模块time获取发送和接受数据的时间戳，相减得到RIT时间

不同网络环境下的测试结果

将server.py放在我的云服务器主机122.9.33.112
用python运行
本机开始ping

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python socket ICMP 进行通信

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实验内容

代码说明

实验过程

实验结果和改进措施

实验中问题以和解决方法

不同网络环境下的测试结果

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