虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化改進(jìn)方向-教師管理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-19 04:31本頁(yè)面
【正文】 我們可以把網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖看成一個(gè)帶權(quán)值的無(wú)向圖（簡(jiǎn)化模型是無(wú)向圖），問題就變成在無(wú)向圖中找出兩個(gè)頂點(diǎn)之間的最短權(quán)值路徑。結(jié)合我們的應(yīng)用，最后選擇了Floyed算法。服務(wù)器獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞乃悸肥牵合茸尶蛻舳送ㄟ^Tracert命令聯(lián)接服務(wù)器，得到該客戶端到達(dá)服務(wù)器所要經(jīng)過的各路由器節(jié)點(diǎn)以及每到一站需要的時(shí)間等一些信息。然后客戶端將其路由信息傳給服務(wù)器，服務(wù)器將各客戶端的這些路由信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而可以得到各客戶端與服務(wù)器之間的大體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這將作為Floyed算法的必要的輸入信息 Floyed算法實(shí)現(xiàn)，即是在加權(quán)無(wú)向圖（或有向圖）中尋找源結(jié)點(diǎn)與目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的最佳路徑，根據(jù)最佳路徑選擇下一站路由器。要用到Floyed算法必須要從圖的鄰接矩陣表示法說起：在圖的鄰接矩陣表示法中： ① 用鄰接矩陣表示頂點(diǎn)間的相鄰關(guān)系；② 用一個(gè)順序表來(lái)存儲(chǔ)頂點(diǎn)信息；圖的鄰接矩陣(Adacency Matrix)：設(shè)G=(V，E)是具有n個(gè)頂點(diǎn)的圖，則G的鄰接矩陣是具有如下性質(zhì)的n階方陣：A[i,j]=1 (當(dāng)V(i,j)或Vi,j是E(G)中的邊)A[i,j]=0 (當(dāng)V(i,j)或Vi,j不是E(G)中的邊)按照上面的虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(圖3)轉(zhuǎn)換成下面的無(wú)向圖：V1V2V3V4V5V6V7V83432526263圖4 模擬鄰接矩陣圖根據(jù)圖4，服務(wù)器會(huì)根據(jù)圖的鄰接矩陣表示法得到下面的矩陣： 0 3 2 4 0 0 0 03 0 5 0 2 0 0 02 5 0 6 3 0 0 0A= 4 0 6 0 0 0 0 6 0 2 3 0 0 3 2 00 0 0 0 3 0 0 00 0 0 0 2 0 0 00 0 0 6 0 0 0 0其中服務(wù)器將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將服務(wù)器、路由器1，2，客戶端A，B，C分別編號(hào)為：V1，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8。鄰接矩陣可定義為：A[i,j]=w（i,j） (邊上的權(quán)值是延時(shí)單位是毫秒)A[i,j]=0 (兩點(diǎn)之間不能直接通信) Floyed算法從圖的鄰接矩陣開始，按照?qǐng)D結(jié)點(diǎn)0，1，2，…，n1的順序，分別以每個(gè)結(jié)點(diǎn)k（0=k=n1）作為新考慮的中間點(diǎn)，在第k1次運(yùn)算得到的A (k1) ( A (1)為圖的鄰接矩陣GA)的基礎(chǔ)上，求出每對(duì)結(jié)點(diǎn)i～j的目前最短路徑長(zhǎng)度A (k)[i][j]。計(jì)算公式為：A(k)[i][j]=min(A(k1)[i][j],A(k1)[i][k] + A(k1)[k][j])，（0= i=n1，0= j =n1）。當(dāng)i結(jié)點(diǎn)是源結(jié)點(diǎn)，j結(jié)點(diǎn)是目標(biāo)結(jié)點(diǎn)，而且i結(jié)點(diǎn)與k結(jié)點(diǎn)是相鄰的時(shí)候，k結(jié)點(diǎn)就是目前最短路徑中i結(jié)點(diǎn)的下一站路由器。當(dāng)k從0取到n1的時(shí)候，矩陣A(n1) 就是最后得到的結(jié)果最短路徑的矩陣，而同時(shí)按照上述方法跟蹤就可以得到最優(yōu)路由表。 原理如上所述，F(xiàn)loyed路由算法設(shè)計(jì)如下：routNum是路由器數(shù)目，netArray[ routNum ][ routNum ] 是存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌木仃嚕瑅alArray[ routNum ][ routNum ] 是網(wǎng)絡(luò)耗散信息的矩陣。.from是源路由器，routTable[ routNum ][ 2 ] 是待返回的路由表。matrix[ routNum ][ routNum ] 是存儲(chǔ)源路由器到其它路由器的最短距離的矩陣。{ int bVal = TRUE。 int i , j ,k。 for (i=0 。i routNum1 。i++) { for (j=0 。 j routNum1 。 j ++) { matrix[i][j] = valArray[i][j]。 } } for (i=0 。 i routNum1。i ++) { //路由表初始化 routTable [i][0]=1。 routTable [i][1]=1。 } while(TRUE) { for (k=0 。 kroutNum1。k++) { for (i=0 。 iroutNum1。i++) { for (j=0 。 jroutNum1。j++) { if( matrix[i][j] =(matrix[i][k] + matrix[k][j])) { //計(jì)算目前最短路徑長(zhǎng)度A(k)[i][j] matrix[i][j] = matrix[i][k] + matrix[k][j]。 if(i==from amp。amp。 netArray[i][k]==1) { //計(jì)算目前最短長(zhǎng)度下路由表 if( i!=k || k==j ) { routTable [j][0] = j。 routTable [j][1] = k。 } } } // end of If } // end of For } } for (i=0 。 iroutNum1 。i++) { bVal=bVal amp。amp。 ( routTable [i][0]!=1) amp。amp。 (routTable[i][1]!=1)。 if( bVal ) break。 else bVal =TRUE。 } } // end of While}Floyed根據(jù)圖4的矩陣得到V6到達(dá)V7比V6到達(dá)V8路徑小。而且這條最短的路徑是V6通過V5達(dá)到V7。而我們又知道矩陣上面的權(quán)值就是經(jīng)過這條路線所需要的時(shí)間，在程序中我們定義一個(gè)二維數(shù)組A[i,j]來(lái)存儲(chǔ)上面的矩陣信息。從V6到達(dá)V7的時(shí)間就是A[6,7]=A[6,5]+A[5,4]=5也就是說通過這時(shí)服務(wù)器就利用Floyed算法找到了A到B最短路徑是A經(jīng)過路由器4到達(dá)B延時(shí)5毫秒。服務(wù)器將這些條路由順序和B的公網(wǎng)地址傳給A，A根據(jù)服務(wù)器給的這些信息來(lái)和B進(jìn)行P2P通信。使通信率提高了，達(dá)到了預(yù)期的目的。 應(yīng)用效果：經(jīng)測(cè)試，能得到最優(yōu)節(jié)點(diǎn)。但算法比較耗時(shí)。4 測(cè)試程序效果演示 程序效果演示說明由于本程序只是整個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的一部分，本測(cè)試只是針對(duì)單獨(dú)的教師管理模塊的測(cè)試，而非整個(gè)系統(tǒng)效果的測(cè)試，最終結(jié)果是實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端的一些管理功能，供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)程序所用。服務(wù)器路由算法分配最佳鄰居節(jié)點(diǎn)功能需要特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境故在本機(jī)上無(wú)法顯示效果。特此說明 注冊(cè)圖5 輸入 ID IP密碼注冊(cè) 登陸圖6 登陸成功后的登陸通知 顯示在線用戶連續(xù)注冊(cè)2個(gè)用戶并登陸，客戶端的在線列表框就會(huì)出現(xiàn)新登陸的在線2個(gè)用戶圖7 顯示在線用戶狀態(tài) 退出及退出通知當(dāng)用戶2退出時(shí)，服務(wù)器會(huì)通知其他在線的用戶用戶2已經(jīng)退出。圖8 通知離線用戶 服務(wù)器記錄用戶狀態(tài)圖9 服務(wù)器記錄下的日志 服務(wù)器退出通知所有在線用戶圖10 服務(wù)器退出后通知所有在線用戶結(jié) 論本文實(shí)現(xiàn)了虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化改進(jìn)方向—教師管理模塊的服務(wù)器的各種管理功能。包括響應(yīng)客戶端的連接請(qǐng)求、用戶注冊(cè)、登陸、登陸通知、顯示在線用戶列表、用戶退出通知、對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)文件管理、服務(wù)器根據(jù)路由算法分配最佳節(jié)點(diǎn)給客戶端進(jìn)行P2P通信、客戶端能隨時(shí)存取數(shù)據(jù)等重要的功能。本模塊服務(wù)端引用了Floyed路由算法思想為用戶提供更有效的通信節(jié)點(diǎn)，可以使P2P通信更有效率。但是由于調(diào)試環(huán)境受限本模塊自身還存在不成熟、安全性差等缺陷。在大規(guī)模系統(tǒng)應(yīng)用中會(huì)有很大的局限性。這些都成為我繼續(xù)關(guān)注的研究領(lǐng)域參考文獻(xiàn)[1] C++課程設(shè)計(jì)案例精編[M].北京：中國(guó)水利水電出版社,2004年7月。[2] C++項(xiàng)目開發(fā)實(shí)例導(dǎo)航[M].上海：上?？茖W(xué)普及出版社,2004年11月。[3] C++[M].北京：電子工業(yè)出版社,1999年5月。[4] 張聯(lián)峰,（P2P）技術(shù)計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003年12月。[5] 沈煒, C++數(shù)據(jù)庫(kù)編程技術(shù)與實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社2004年6月。[6] 呂智, C++.NET精彩編程百例[M].北京：中國(guó)水利水電出版社 2004年4月。[7] 胡放明，李俊兵，[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2004（8）。
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