Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Выбор языка программирования.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Курсовой проект

по дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации»

Разработка протокола прикладного уровня передачи трафика и прием звукового файла.

Проверила: Симонина Ольга Александровна

Санкт-Петербург

2012 год

Содержание:

Задание на курсовое проектирование………………………………………………3

Пояснительная записка……………………………………………………………...4

Структура пакета……………………………………………………………...4

Буфер и таймеры………………………………………………………………5

Алгоритм работы программы………………………………………………...5

Программная реализация……………………………………………………..6

Блок схемы…………………………………………………………………….7

Алгоритм программы на языке SDL………………………………………..18

Листинг программы…………………………………………………………20

Цель курсового проекта: Разработка протокола верхнего уровня согласно требованиям на курсовое проектирование

Задание на курсовое проектирование:

1. Разработать структуру протокола согласно функциям (см. табл.вариант):

1.1. Определить функции протокола и структуру пакета разрабатываемого протокола;

1.2. Описать поля заголовка разрабатываемого протокола, рассчитать необходимую длину полей заголовка;

1.3. Рассчитать необходимую длину буфера на приеме в зависимости от длины пакета и максимально допустимой задержки.

2. Разработать алгоритмы обработки данных на приеме и передаче и представить их блок-схемы.

3. Разработать программную реализацию протокола:

3.1. Описать разработанные функции, их назначение и структуру;

3.2. Описать подключаемые стандартные функции Windows;

3.3. Скомпилировать файл.exe, протестировать на реальной сети.

Вариант задания:

А	Б	Тип трафика	Значение поля дополнительной информации	Число посылаемых пакетов	Длина поля данных пакета, байт	Задержка воспроизведения, пак.
		Stream	Символьное с именем файла

Пояснительная записка

По условию задания данного курсового проекта необходимо выполнить передачу, прием и воспроизведение звукового файла. В качестве протокола транспортного уровня необходимо использовать протокол UDP.

При продвижении пакетов данных по сети с высокой загруженностью они могут задерживаться в буферах сетевых узлов. Это часто приводит к тому, что доходят они со случайными сдвигами во времени; разброс этих значений носит название джиттера. Для трафика реального времени это представляет существенную проблему, и поэтому восстановление на приёме правильного положения данных пакета на временной оси нужно использовать специальные механизмы.

Для реализации этих механизмов в курсовом проекте необходимо учесть 2 условия:

· поле данных в пакетах имеет фиксированный размер и содержит строго определённую длительность аудиоданных,

· на приёме заранее известны оба параметра.

Выполнение первого условия требует использования голосового кодека с постоянной скоростью кодирования речевого сигнала. В программе используется кодек, реализующий импульсно-кодовую модуляцию с параметрами, принятыми в классической телефонии: частота дискретизации 8 кГц, точность отсчетов – 8 бит, число каналов – 1 (моно).

На принимающей стороне создаётся циклический буфер (джиттер-буфер), куда помещаются принимаемые аудиоданные. Через промежутки времени, равные длительности воспроизведения одной ячейки буфера, из него считывается новый блок данных и воспроизводится. Между записью блока и его отправкой на воспроизведение вносится задержка, величина которой должна обеспечивать подавление эффекта джиттера. В этом случае даже если пришедшие из сети пакеты записываются в буфер через случайные моменты времени, а воспроизводятся через равные.

Организация джиттер-буфера

Структура пакета

Так как для трафика реального времени в качестве протокола транспортного уровня применяется UDP, то из-за этого пакеты могут передаваться по сети от источника к получателю разными маршрутами. Это может привести к тому, что пакеты будут приходить не только со случайными сдвигами во времени, но и в неправильном порядке. Для обнаружения таких ситуаций в структуру пакета вводится поле с номером пакета. На передаче пакеты нумеруются по заданному модулю, а на приёме анализируется номер принятого пакета. Если приходит пакет с номером меньшим или равным номеру предыдущего пакета, то такой пакет отбрасывается, в противном случае - отправляется на воспроизведение. В качестве дополнительного поля для расширения функциональности протокола в данной программе в структуру пакета введено символьное имя, которое задается на передающей стороне. Таким образом структура передаваемого пакета выглядит следующим образом:

Имя файла

Номер пакета

Аудиоданные

Под имя файла выделяется 10 байт, еще 4 байта для переменной типа int для номера пакета, для аудиоданных согласно варианту необходимо выделить 192 байта.

При кодировании звука 8 кГц по 8 бит на один отсчет для кодирования 1 секунды необходимо 8*8000 = 64000 бит = 8000 байт или 8 Кбайт. Размер одного пакета аудиоданных 192 байта, следовательно, один пакет аудиоданных несет в себе 192/(8000*8)=0,003 с или 3 мс. Общий размер пакета составляет: 192 байта (аудиоданные)+10 байт (имя файла) + 4 байта (для № пакета) = 206 байт. Размер с учетом полей заголовка (Ethernet-заголовок 16 байт, IP – 20 байт, 8 байт UDP) составляет 250 байт. Таким образом, общий размер пакета с учетом всех заголовков 250 байт.

Буфер и таймеры

Для устранения джиттера на принимающей части должна быть организована очередь из некоторого количества элементов, в которой будут храниться данные между приемом и воспроизведением. По заданию буфер должен хранить 14 пакетов. Это означает, что задержка при воспроизведении будет 3*14=42 мс = 0,042 с, что для передачи файла вполне приемлемо. Суммарная задержка, вносимая пакетизацией и джиттер-буфером равна 45 мс. Таким образом, размер джиттер-буфера на принимающей стороне должен быть 192*14=2688 байт (14 ячеек, 42 мс).

Для осуществления посылки пакета в сеть, приема, воспроизведения необходимо организовать 2 таймера. Таймеры должны срабатывать через определенное количество времени. Более точно определить период необходимо экспериментально, т.к. существует небольшая погрешность, как в расчетах, так и при работе программы при относительно небольших значениях периода таймеров. Экспериментально получили период, равный 16 мс.

Алгоритм работы программы

1.При запуске программы инициализируется работа с сокетами и работа со звуком.

2.При нажатии пользователем кнопки начала отправки открывается звуковой файл для чтения и включается таймер на отправку.

3.При нажатии кнопки остановки передачи останавливается таймер передачи

4.При срабатывании таймера передачи читается пакет из звукового файла, создается сообщение для отправки по сети и происходит отправка.

5.При нажатии кнопки начала прием запускается таймер на прием.

6.При нажатии кнопки остановки приема этот таймер останавливается

7.При срабатывании таймера ан прием принимается пакет, из него выделяются аудиоданные и записываются в очередь воспроизведения, после чего проверяется, что таймер на воспроизведение включении, и, если это не так, происходит его включение.

8.При срабатывании таймера на воспроизведения один пакет читается из очереди воспроизведения и выводится на устройство вывода.

Программная реализация.

Выбор языка программирования.

При написании программы был выбран язык С++, который является в настоящее время самым распространенным, отличается универсальностью и богатыми функциональными возможностями. В качестве среды разработки был выбран пакет Borland C++ Builder 5.0.

Главное окно программы включает в себя следующие поля:

Поле From - поле ввода-редактирования строки символов ввода имени отправителя.

Поле То - поле ввода-редактирования строки символов ввода IP-адреса получателя.

Кнопка Send - командная кнопка начала трансляции звукового файла.

Кнопка Stop Send - командная кнопка остановки трансляции звукового файла.

Кнопка Receive - командная кнопка подключения к трансляции звукового файла.

Кнопка Stop Receive - командная кнопка отключения трансляции звукового файла.

Блок-схемы

Функция создания и настройки сокета