沈阳工程学院
学生实验报告
实验室名称：信息学院网络实验室
实验课程名称：计算机网络
实验项目名称：实验一链路层协议分析
班级：通本132 姓名：孙伟学号：2013312216 实验日期：2015 年10月13日实验台编号：16 指导教师：张小瑞杨盛
批阅教师（签字）：成绩：
实验数据链路层的帧分析 一、实验目的 分析 TCP、UDP的数据链路层帧结构、 二、准备工作 虚拟机XP，虚拟网卡设置，NAT模式，TCP/IP参数设置自动获取。本实验需安装抓包工具软件IPTool。 三、实验内容及步骤 1.运行ipconfig命令 在Windows的命令提示符界面中输入命令：ipconfig /all，会显示本机的网络配置信息。 2.运行抓包工具软件 双击抓把工具软件图标，输入所需参数，和抓包过滤参数，点击捕捉。 3.进行网络访问 进行网络访问，下载文件/搜索资料/www访问/登录邮件系统等均可。 4.从抓包工具中选择典型数据帧 5.保存捕获的数据帧 6.捕获数据帧并分析 1、启动网络抓包工具软件在网络内进行捕获，获得若干以太网帧。 2、对其中的5-10个帧的以太网首部进行观察和分析，分析的内容为：源物理地址、目的物理地址、上层协议类型。 实验过程: 1.TCP协议数据包、数据帧分析 启动IPTool，IE访问https://www.doczj.com/doc/a813647706.html,站点,使用iptool进行数据报的捕获。 TCP报文如下图：
根据所抓的数据帧进行分析： （1）MAC header 目的物理地址：00:D0:F8:BC:E7:06 源物理地址：00:16:EC:B2:BC:68 Type是0x800：意思是封装了ip数据报（2）ip数据报
由以上信息可以得出： ①版本：占4位，所以此ip是ipv4 ②首部长度：占4 位，可表示的最大十进制数值是15。此ip数据报没有选项，故它的最大十进制为5。 ③服务：占8 位，用来获得更好的服务。这里是0x00 ④总长度：总长度指首都及数据之和的长度，单位为字节。因为总长度字段为16位，所以数据报的最大长度为216-1=65 535字节。 此数据报的总长度为40字节，数据上表示为0x0028。 ⑤标识(Identification)：占16位。IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。但这个“标识”并不是序号，因为IP是无连接的服务，数据报不存在按序接收的问题。当数据报由于长度超过网络的MTU 而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。 在这个数据报中标识为18358，对应报文16位为47b6 ⑥标志(Flag)：占3 位，但目前只有2位有意义。标志字段中的最低位记为MF (More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。标志字段中间的一位记为DF(Don't Fragment)，意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。这个报文的标志是010，故表示为不分片！对应报文16位为0x40。 ⑦片偏移：因为不分片，故此数据报为0。对应报文16位为0x00。 ⑧生存时间：占8位，生存时间字段常用的英文缩写是TTL (Time To Live)，其表明数据报在网络中的寿命。每经过一个路由器时，就把TTL减去数据报在路由器消耗掉的一段时间。若数据报在路由器消耗的时间小于1 秒，就把TTL值减1。当TTL值为0时，就丢弃这个数据报。经分析，这个数据报的的TTL为64跳！对应报文16位为0x40。 ⑨协议：占8 位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。这个ip数据报显示使用得是TCP协议对应报文16位为0x06。
第一章练习 1 OSI和ISO分别代表什么含义？它们是什么关系？ 2 OSI/RM模型没有被最终采用的原因是什么？ 3下面哪些协议属于应用层协议？（ B ） A. TCP和UDP B. DNS和FTP C. IP D. ARP 4 Internet最早是在( C ) 网络的基础上发展起来的? A. ANSNET B. NSFNET C. ARPANET D. MILNET 5 当网络A上的主机向网络B上的主机发送报文时, 路由器要检查( B ) 地址 A.端口 B. IP C.物理 D.上述都不是 6.下面哪一个是应用层提供的服务? ( D ) A.远程登录服务 B.文件传送 C.邮件服务 D.上述都是 7要将报文交付到主机上的正确的应用程序, 必须使用( A )地址 A.端口 B. IP C.物理 D.上述都不是 8. 网络应用访问操作系统的常用接口是,实现IP地址到物理地址映射的协议是。 9. 在TCP/IP协议族中，能够屏蔽底层物理网络的差异，向上提供一致性服务的协议是；实现异构网络互联的核心设备是。 10. 在TCP/IP网络中，UDP协议工作在层，DNS协议工作在层。 11判断对错：TCP/IP是一个被广泛采用的网际互联协议标准，仅包含TCP和IP两个协议。（） 第二章练习 1 PPP协议是什么英文的缩写？用于什么场合? 2 ISP验证拨号上网用户身份时,可以使用哪些认证协议？ 3.PPP协议的通信过程包括哪几个阶段？ 4.LCP的用途是什么? 5.PPP是Internet中使用的（1），其功能对应于OSI参考模型的（2），它 使用（3）技术来解决标志字段值出现在信息字段的问题。 （1）A. 报文控制协议 B. 分组控制协议 C. 点到点协议 D. 高级数据链路控制协议 （2）A. 数据链路层 B. 网络层 C. 传输层 D. 应用层
实验二以太网链路层帧格式分析 一实验目的 1、分析EthernetV2 标准规定的MAC 层帧结构，了解IEEE802.3标准规定 的MAC 层帧结构和TCP/IP 的主要协议和协议的层次结构。 2、掌握网络协议分析软件的基本使用方法。 3、掌握网络协议编辑软件的基本使用方法。 "时］工严11 1 厶-*■ ―鼻八匸 二实验内容 1、 学习网络协议编辑软件的各组成部 ___________ Slepl:设走夹验环墳 2、 学习网络协议分析软件的各组成部分及其功能; — ￡伽|12:运行ipconfig 命令 3、学会使用网络协议编辑软件编辑以太网数据包；厂 5始閃：娠輻LLC 信息輔并灰洪 Step4:编頤IXC 噩拦巾贞和无 5、理解MAC 酩部中的LLC — PDU 长度/类型字段的功能； 6、学会观察并分析地址本中的 MAC 地址 三实验环境 四实验流程 图 2.1-2( 五实验原理 在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错， 为了弥补 物理层上的不足，为上层提供无差错的数据传输，就要能对数据进行检错和纠错。 数据链路的建立、拆除、对数据的检 错，纠错是数据链路层的基本任务。 【里论套习 4、理解MAC '地址的作用; 开始
局域网(LAN)是在一个小的范围内，将分散的独立计算机系统互联起来，实现资 源的共享和数据通信。局域网的技术要素包括了体系结构和标准、传输媒体、拓扑结构、数据编码、媒体访问控制和逻 辑链路控制等，其中主要的技术是传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方法。局域网的主要的特点是：地理分布范围小、数据传输速率高、误码率低和协议简单等。 1、三个主要技术 1）传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆、无线。 2）拓扑结构：总线型拓扑、星型拓扑和环型拓扑。 3）媒体访问控制方法：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）技术。 2、IEEE802标准的局域网参考模型 IEEE802参考模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和数据链路层）的功能，OSI/RM 的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成媒体访问控制MAC（MediumAccessCo ntrol）和逻辑链路控制LLC（LogicalLi nkCon trol）两个 子层。由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为了 使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体访问控制方法，IEEE802标准特意把LLC独立出来形成单独子层，使LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体和媒体访问控制方法。LLC子层中规定了无确认无连接、有确认无连接和面向连接三种类型的链路服务。媒体访问控制技术是以太网技术的核心。以太网不提供任何确认收到帧的应答机制，确认必须在高层完成。 3、以太网帧结构 以太网中传输的数据包通常被称为“帧”，以太网的“帧”结构如下： 各字段的含义： 目的地址：6个字节的目的物理地址标识帧的接收结点。 源地址：6个字节的源物理地址标识帧的发送结点。
【里论套习 4、理解MAC '地址的作用; 实验二以太网链路层帧格式分析 一实验目的 1、分析EthernetV2 标准规定的MAC 层帧结构，了解IEEE802.3标准规定 的MAC 层帧结构和TCP/IP 的主要协议和协议的层次结构。 2、掌握网络协议分析软件的基本使用方法。 3、掌握网络协议编辑软件的基本使用方法。 "时］工严11 1 厶-*■ ―鼻八匸 二实验内容 1、 学习网络协议编辑软件的各组成部 ___________ Slepl:设走夹验环墳 2、 学习网络协议分析软件的各组成部分及其功能; — ￡伽|12:运行ipconfig 命令 3、学会使用网络协议编辑软件编辑以太网数据包；厂 5始閃：娠輻LLC 信息輔并灰洪 Step4:编頤IXC 噩拦巾贞和无 5、理解MAC 酩部中的LLC — PDU 长度/类型字段的功能； 6、学会观察并分析地址本中的 MAC 地址 三实验环境 四实验流程 图 2.1-2( 五实验原理 在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错， 为了弥补 物理层上的不足，为上层提供无差错的数据传输，就要能对数据进行检错和纠错。 数据链路的建立、拆除、对数据的检 错，纠错是数据链路层的基本任务。 局域网(LAN)是在一个小的范围内，将分散的独立计算机系统互联起来，实现资 开始
源的共享和数据通信。局域网的技术要素包括了体系结构和标准、传输媒体、拓扑结构、数据编码、媒体访问控制和逻 辑链路控制等，其中主要的技术是传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方法。局域网的主要的特点是：地理分布范围小、数据传输速率高、误码率低和协议简单等。 1、三个主要技术 1）传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆、无线。 2）拓扑结构：总线型拓扑、星型拓扑和环型拓扑。 3）媒体访问控制方法：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）技术。 2、IEEE802标准的局域网参考模型 IEEE802参考模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和数据链路层）的功能，OSI/RM 的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成媒体访问控制MAC（MediumAccessCo ntrol） 和逻辑链路控制LLC（LogicalLi nkCon trol）两个 子层。由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为了 使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体访问控制方法，IEEE802标准特意把LLC独立出来形成单独子层，使LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体和媒体访问控制方法。LLC子层中规定了无确认无连接、有确认无连接和面向连接三种类型的链路服务。媒体访问控制技术是以太网技术的核心。以太网不提供任何确认收到帧的应答机制，确认必须在高层完成。3、以太网帧结构 以太网中传输的数据包通常被称为“帧”，以太网的“帧”结构如下： 各字段的含义： 目的地址：6个字节的目的物理地址标识帧的接收结点。 源地址：6个字节的源物理地址标识帧的发送结点。
实验二以太网链路层帧格式分析一实验目的 1、分析EthernetV2标准规定的MAC层帧结构，了解IEEE802.3标准规定的 MAC层帧结构和TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。 2、掌握网络协议分析软件的基本使用方法。 3、掌握网络协议编辑软件的基本使用方法。 二实验内容 1、学习网络协议编辑软件的各组成部分及其功能； 2、学习网络协议分析软件的各组成部分及其功能； 3、学会使用网络协议编辑软件编辑以太网数据包； 4、理解MAC地址的作用； 5、理解MAC首部中的LLC—PDU长度/类型字段的功能； 6、学会观察并分析地址本中的MAC地址。 三实验环境 回2.1- L 四实验流程 小亠| /I J ■ v 开始
结束 图21 2| 五实验原理 在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错，为了弥补物理层上的不足，为上层提供无差错的数据传输，就要能对数据进行检错和纠错。数据链路的建立、拆除、对数据的检错，纠错是数据链路层的基本任务。 局域网（LAN）是在一个小的范围内，将分散的独立计算机系统互联起来，实现资源的共享和数据通信。局域网的技术要素包括了体系结构和标准、传输媒体、拓扑结构、数据编码、媒体访问控制和逻 辑链路控制等，其中主要的技术是传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方法。局域网的主要的特点是：地理分布范围小、数据传输速率高、误码率低和协议简单等。 1、三个主要技术 1）传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆、无线。 2）拓扑结构：总线型拓扑、星型拓扑和环型拓扑。 3）媒体访问控制方法：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD技术 2、IEEE 802标准的局域网参考模型 IEEE 802参考模型包括了OSI/RM最低两层(物理层和数据链路层)的功能，OSI/RM 的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成媒体访问控制 MAC(Medium Access Control) 和逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)两个子层。由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为
1、网络层协议分析 1.A 数据包捕获分析部分 1.A.1、实验目的 1)、了解ICMP 协议报文类型及作用。 2）、理解IP协议报文类型和格式。 3）、分析ARP 协议的报文格式，理解ARP 协议的解析过程。 1.A.2、实验容介绍 1)、ICMP协议分析实验 执行ping 和tracert 命令，分别截获报文，分析截获的ICMP 报文类型和ICMP 报文格式，理解ICMP 协议的作用。 2)、IP协议分析实验 使用Ping 命令在两台计算机之间发送数据报，用Wireshark 截获数据报，分析IP 数据报的格式，理解IP V4 地址的编址方法，加深对IP 协议的理解。 3)、IP 数据报分片实验 我们已经从前边的实验中看到，IP 报文要交给数据链路层封装后才能发送。理想情况下，每个IP 报文正好能放在同一个物理帧中发送。但在实际应用中，每种网络技术所支持的最大帧长各不相同。例如：以太网的帧中最多可容纳1500 字节的数据，这个上限被称为物理网络的最大传输单元（MTU，MaxiumTransfer Unit）。 TCP/IP 协议在发送IP 数据报文时，一般选择一个合适的初始长度。当这个报文要从一个MTU 大的子网发送到一个MTU 小的网络时，IP 协议就把这个报文的数据部分分割成能被目的子网所容纳的较小数据分片，组成较小的报文发送。每个较小的报文被称为一个分片（Fragment）。每个分片都有一个IP 报文头，分片后的数据报的IP 报头和原始IP 报头除分片偏移、MF 标志位和校验字段不同外，其他都一样。 重组是分片的逆过程，分片只有到达目的主机时才进行重组。当目的主机收到IP 报文时，根据其片偏移和标志MF 位判断其是否一个分片。若MF 为0，片偏移为0，则表明它是一个完整的报文；否则，则表明它是一个分片。当一个报文的全部分片都到达目的主机时，IP 就根据报头中的标识符和片偏移将它们重新组成一个完整的报文交给上层协议处理。 4)、ARP协议分析实验 本次实验使用的Windows自带的Arp命令，提供了显示和修改地址解析协议所使用的地址映射表的功能。
备注：以下给出习题答案作为参考，对于部分习题，读者也可以思考给出更好的答案。 第一章 1. 讨论TCP/IP成功地得到推广和应用的原因 TCP/IP是最早出现的互联网协议，它的成功得益于顺应了社会的需求；DARPA采用开放策略推广TCP/IP，鼓励厂商、大学开发TCP/IP产品；TCP/IP与流行的UNIX系统结合是其成功的主要源泉；相对ISO的OSI模型，TCP/IP更加精简实用；TCP/IP技术来自于实践，并在实践中不断改进。 2. 讨论网络协议分层的优缺点 优点：简化问题，分而治之，有利于升级更新； 缺点：各层之间相互独立，都要对数据进行分别处理；每层处理完毕都要加一个头结构，增加了通信数据量。 3. 列出TCP/IP参考模型中各层间的接口数据单元（IDU） 应用层/传输层：应用层报文； 传输层/IP层：TCP报文段或UDP分组； IP层/网络接口层：IP数据报； 网络接口层/底层物理网络：帧。 4. TCP/IP在哪个协议层次上将不同的网络进行互联？ IP层。 5. 了解一些进行协议分析的辅助工具 可在互联网上搜索获取适用于不同操作系统工具，比如Sniffer Pro、Wireshark以及tcpdump等。利用这些工具，可以截获网络中的各种协议报文，并进一步分析协议的流程、报文格式等。 6. 麻省理工学院的David Clark是众多RFC的设计者，在论及TCP/IP标准的形成及效果时，曾经讲过这样一段话:”We reject kings, presidents and voting. We believe in rough consensus and running code.”你对他的观点有什么评价。 智者见智，我认为这就是“实践是检验真理的唯一标准”。 7. 你认为一个路由器最基本的功能应该包含哪些? 对于网桥、网关、路由器等设备的分界已经逐渐模糊。现代路由器通常具有不同类型的接口模块并具有模块可扩展性，由此可以连接不同的物理网络；路由表的维护、更新以及IP数据报的选路转发等，都是路由器的基本功能。此外，路由器厂商应为使用者提供管理功能。 第二章 1. 尝试用Modem拨入某个ISP，并根据你的操作分析PPP的流程 实验题，若有接入ISP的环境，可直接测试；否则，可参考习题4一起测试。 2. 分析PAP和CHAP的优缺点 PAP简单，但安全性差；CHAP相对安全，但开销较大，且需要通信双方首先共享密钥。 3. 了解L2F和L2TP的思想及应用 这两个协议把PPP的两个端点延伸到互联网的任何角落，相当于在TCP/IP的应用层扩展了PPP的范围。其思想是发送方把PPP帧封装到L2F或L2TP报文中，接收方则对其解封以还原PPP帧，这样对于通信的两端来说看到的是PPP帧，相当于在互联网上架设了一条虚拟的PPP链路。它们主要用于构建VPN（虚拟专用网）。 4. 尝试Windows操作系统的“超级终端”功能 Windows超级终端功能在附件/通信功能下。可以用两台有Modem的计算机，各自连接电话线，并尝试用该功能实现即时通信和文件传输的功能。
v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} st1\:* {behavior:url(#ieooui) } 相信很多新人在学习协议的时候会遇到很多问题，有些地方可能会总是想不明白（因为我自己也是新人^_^），所以，跟据我自己学习的经历和我在学习中所遇到的问题，我总结了一下列出来。如果能对大家有所帮助，将是我莫大的荣耀！ 关于局域网的起源和发展，这里就不多说，因为很多书上和网上都有详细的说明，我们将直接进入对局域网协议的学习中。 局域网的几种协议，主要包括以太网第二版、IEEE802系列、令牌环网和SNAP等（之所以加个“等”字，是因为我只知道这几种，如果还有其他的，欢迎朋友们给我补充）。而最为常见的，也就是以太网第二版和IEEE802系列，我们也主要去了解这两种（IEEE802包括好多种，我们也不一一介绍，只对其中常见做研究）。 一，以太网（V2） 以太网第二版是早期的版本，是由DEC、Intel和Xerox联合首创，简称DIX。帧格式如下图： ：采用1和0的交替模式，在每个数据包起始处提供5MHZ的时钟信号，以充许接收设备锁定进入的位流。 ：数据传输的目标MAC地址。 ：数据传输的源MAC地址。 型：标识了帧中所含信息的上层协议。 ：这一帧所带有的数据信息。（以太网帧的大小是可变的。每个帧包括一个1 4字节的报头和一个4字节的帧校验序列域。这两个域增加了1 8字节的帧长度。帧的数据部分可以包括从4 6
2008-2009学年第一学期 网络协议分析 期末试卷（A卷）参考答案 第一题判断题（20小题，共20分，对打√，错打×） 1.没有完成两个数据包握手称为双向“握手”，是一种不安全的进程。（√） 2.查阅网上对象所有域名和地址的术语称为统一资源定位符URL。（×） 3.动态端口也叫临时端口。（√） 4.用于描述DNS数据库段的数据是一种ASCII文本数据。（√） 5.SOCKS是一种Socket的实现机制。（×） 6.区分服务也叫分用服务，传输层用于向上传送通信数据。（×） 7.RIPv2最多有15个网络直径，OSPFv2最多有128个网络直径。（×） 8.DHCP响应消息包含DHCP请求消息。（√） 9.定界符是PDU的有效数据。（√） 10.ARPA是一种与Mac地址及IP地址相关的一种协议。（×） 11.地址请求是一种ARP服务请求。（×） 12.可接收的使用策略AUP是一种格式文档策略。（√） 13.Apple Talk是一种组安全策略协议。（×） 14.权威服务器是PKI中一种发放安全证书的服务器。（×） 15.自治系统是一组单一管理权限下的路由器。（√） 16.区分服务也叫分用服务，传输层用于向上传送通信数据。（×） 17.带宽是一种跨网络信息数量的评估数据。（√） 18.绑定确认是一种必选数据。（×）
19.定界符是PDU的有效数据。（√） 20.黑洞是数据包无记录丢失的网络节点。（√）第二题单项选择题（20小题，共20分） 1、下面关于ARP协议的功能论述正确的是（ C ）。 A、ARP协议根据本地主机的IP地址获取远程主机的MAC地址； B、ARP协议根据远程主机的MAC地址获取本地主机的IP地址； C、ARP协议根据本地主机的IP地址获取本主机的MAC地址； D、ARP协议根据本地主机的MAC地址获取本主机的IP地址； 2、计算机网络体系结构在逻辑功能构成上存在有两个边界，它们是（ B ）。 A、协议栈边界和操作系统边界； B、协议边界和OS边界； C、数据单元边界和协议边界； D、操作系统边界和协议栈分层边界； 3、下面WAN或LAN网络中关于主机数量论述不正确的是（ C ）。 A、网络中使用的协议类型越多，网络中的主机数就越少； B、网络中划分的物理区域越多，网络中的主机数就越少； C、网络中划分的广播区域越多，网络中的主机数就越少； D、网络中使用2层交换机越多，网络中的主机数就越少； 4、B类网络172.16.0.0的广播地址是（ C ）。 A、172.16.0.1 B、172.16.0.255 C、172.16.255.255 D、172.16.255.0 5、在进行网络IP地址配置时，有时会发生IP地址冲突，TCP/IP协议族中检查IP地址是否冲突的网络协议是（ A ）。 A、ARP协议 B、PARP协议 C、IP协议 D、802.x协议 6、下面关于ICMP协议论述不正确的是（ C ）。 A、ICMP协议同IP协议一样位于网络层； B、Traceroute和Ping命令进行网络检测时使用ICMP报文；
题目： 数据链路层网络通信协议计 姓名: 周小多 学号：2013302513 班号：10011302 时间：2015.11.12 计算机学院
目录 摘要 1 目的 (1) 2 要求 (1) 3 相关知识 (1) 4 设计原理及流程图........................ 错误！未定义书签。 5 实现思路及伪代码描述 (3) 6 意见或建议 (4) 7 参考文献 (4)
题目： 数据链路层网络通信协议设计
帧校验字段 紧跟在信息字段之后的是两字节的帧校验字段，帧校验字段称为FC （Frame Check ）字段， 校验序列FCS （Frame check Sequence ）。SDLC/HDLC 均采用16位循环冗余校验码CRC （Cyclic Redundancy Code ），其生成多项式为CCITT 多项式X^16+X^12+X^5+1。除了标志字段和自动插入的"0" 位外，所有的信息都参加CRC 计算。 CRC 的编码器在发送码组时为每一码组加入冗余的监督码位。接收时译码器可对在纠错范围内的错码进行纠正，对在校错范 围内的错码进行校验，但不能纠正。超出校、纠错范围之外的多位错误将不可能被校验发现 。 4、设计原理及流程图 ? 可靠性分析：（1）差错控制：检错（CRC-32）;纠错（序号+确认反馈+超时重发）；（2 ）流量控制：采用选择重发协议（序号为3个比特位，发送缓冲区和接收缓存区，确定发送窗口和接收窗口，对缓冲区和窗口管理） ? 不可靠性分析：支持不可靠通信服务。 ? 协议分析：语法，语义和同步 ? 语法：数据帧格式 ? 起始定界符=终止定界符：01111110； ? 目的地址：（48）：bbbbbb; ? 源地址：（48）：aaaaaa; ? 控制字段：定义帧类型，实现差错控制和流量控制 ? 数据部分：46~1500字节 ? 语义：不同类型帧的含义
课程设计 课程设计题目网络协议分析实验报告学生姓名： 学号： 专业： 2014年 6 月 29日
实验1 基于ICMP的MTU测量方法 实验目的 1）掌握ICMP协议 2）掌握PING程序基本原理 3）掌握socket编程技术 4）掌握MTU测量算法 实验任务 编写一个基于ICMP协议测量网络MTU的程序，程序需要完成的功能： 1）使用目标IP地址或域名作为参数，测量本机到目标主机经过网络的MTU； 2）输出到目标主机经过网络的MTU。 实验环境 1）Linux系统； 2）gcc编译工具，gdb调试工具。 实验步骤 1.首先仔细研读ping.c例程，熟悉linux下socket原始套接字编程模式，为实验做好准备； 2.生成最大数据量的IP数据报（64K），数据部分为ICMP格式，ICMP报文为回送请求报 文，IP首部DF位置为1；由发送线程发送； 3.如果收到报文为目标不可达报文，减少数据长度，再次发送，直到收到回送应答报文。 至此，MTU测量完毕。
ICMP协议是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。它是一个非常重要的协议，它对于网络安全具有极其重要的意义。[1] 它是TCP/IP协议族的一个子协议，属于网络层协议，主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。ICMP报文在IP帧结构的首部协议类型字段（Protocol 8bit)的值=1.
ICMP原理 ICMP提供一致易懂的出错报告信息。发送的出错报文返回到发送原数据的设备，因为只有发送设备才是出错报文的逻辑接受者。发送设备随后可根据ICMP报文确定发生错误的类型，并确定如何才能更好地重发失败的数据包。但是ICMP唯一的功能是报告问题而不是纠正错误，纠正错误的任务由发送方完成。 我们在网络中经常会使用到ICMP协议，比如我们经常使用的用于检查网络通不通的Ping命令（Linux和Windows中均有），这个“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。还有其他的网络命令如跟踪路由的Tracert命令也是基于ICMP协议的。 ICMP(Internet Control Message,网际控制报文协议)是为网关和目标主机而提供的一种差错控制机制，使它们在遇到差错时能把错误报告给报文源发方.是IP层的一个协议。但是由于差错报告在发送给报文源发方时可能也要经过若干子网，因此牵涉到路由选择等问题，所以ICMP报文需通过IP协议来发送。ICMP数据报的数据发送前需要两级封装：首先添加ICMP 报头形成ICMP报文，再添加IP报头形成IP数据报 通信术语最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。 实验2 基于UDP的traceroute程序 实验目的 1）掌握UDP协议 2）掌握UDP客户机/服务器编程模式 3）掌握socket编程技术 4）掌握traceroute算法
数据链路层协议综合概述 1．数据链路层介绍 数据链路层协议要实现的基本目标就是为网络实体提供可靠的数据通信服务，具体包括∶将物理层的位（1和0）组成俗称为"帧"或"包"的数据链路层服务数据单元，它是数据链路层逻辑信息交换单位。与字节一样，帧也是一系列连续的位组成的同层数据交换单位;传输差错检测及控制，能恢复时则予以纠正;数据流量控制;识别网上每台计算机，即网络数据链路层编址，这对局域网MAC尤为重要。 局域网数据链路层的功能通常划分为介质访问控制子层;逻辑链路控制子层。 （1）介质访问控制子层（MAC）。MAC子层控制收发器共享单一传输信道的方式。若使用MSAP支持LLC时，MAC子层负责帧的编址及其识别。MAC到MAC 操作通过同等层MAC协议实现。MAC还负责产生帧校验序列及其检验等功能。MAC的具体功能留待介质访问控制一节中专门讨论。 （2）逻辑链路控制子层（LLC）。LLC子层的功能是建立和维护及拆卸数据，以便数据帧无差错地从一台设备传向另一台设备。 LLC协议由IEEE 802.2定义，它是HDLC的一个兼容子集。它支持两种类型的链路层服务，即无连接LLC及面向连接LLC。网桥、智能集线器、网卡等互连硬件设备往往与数据链路层有关。 2.介质访问控制 逻辑拓扑结构使用特定的规则控制何时允许网络实体传送数据信号，这种控制规则就称为介质访问控制协议。它对共享介质型局域网具有非同一般的意义，类似日常生活中的交通控制，是IEE802MAC子层的核心内容。若没有介质访间控制协议，所有设备在它们准备好数据时就立即发送，就会出现一个或多个站点同时发送，其结果是不同的信号相互干扰破坏，甚至彻底丢失信号。这种情形叫做冲突，它破坏了站点间的有效通信。 介质访问控制协议要解决的问题就是尽可能地消除或减少多个并发信号之间的冲突或干扰，确定何时才允许网中设备发送数据。介质访问控制协议可分为
Wireshark的数据包截获与协议分析 1 引言 在数据包的截获方面，Winpcap 是一个可在 Windows 环境下运行的包俘获结构,它由三部分组成:一个数据包截获驱动程序、一个底层动态链接库(Packet.dll)和一个高层静态链接库(wpcap.lib)。它的核心部分是数据包俘获驱动程序,在 Windows NT/2000 系统中,它实现为一个内核驱动程序(packet.sys),在 Windows 95/98 系统中是一个虚拟设备驱动程序 (packet.vxd), 包俘获驱动程序通过NDIS(Network Driver Interface Specification)同网络适配器的驱动程序进行通信,NDIS 是网络代码的一部分,它负责管理各种网络适配器以及在适配器和网络协议软件之间的通信。在库的高层是一个动态链接库(packet.dll)和一个静态链接库 (wpcap.lib)，这两个库的作用是将俘获应用程序同包俘获驱动程序相隔离，屏蔽低层的实现细节，避免在程序中直接使用系统调用或 IOCTL 命令，为应用程序提供系统独立的高层接口（API 函数），从而在 Windows9x、Windows2000/XP 系统下,对驱动程序的系统调用都是相同的。 使用 Winpcap，我们可以编写出用于网络协议实验分析、故障诊断、网络安全和监视等各种应用程序，这方面的一个典型例子就是可在 Windows 系统下运行的 Wireshark，Wireshark 和 Winpcap 都可从网上下载，通过 Wireshark 我们可以从网上拦截数据包并对
数据包进行网络协议分析，下面介绍一个分析实例。
中国矿业大学《网络协议》 姓名：李程 班级：网络工程2009-2 学号：08093672
实验一：抓数据链路层的帧 一、实验目的 分析MAC层帧结构 二、准备工作 本实验需要2组试验主机，在第一组上安装锐捷协议分析教学系统，使用其中的协议数据发生器对数据帧进行编辑发送，在第二组上安装锐捷协议分析教学系统，使用其中的网络协议分析仪对数据帧进行捕获分析。 三、实验内容及步骤 步骤一：运行ipconfig命令
步骤二：编辑LLC信息帧并发送 步骤三：编辑LLC监控帧和无编号帧，并发送和捕获：步骤四：保存捕获的数据帧 步骤五：捕获数据帧并分析 使用iptool进行数据报的捕获： 报文如下图： 根据所抓的数据帧进行分析： （1）MAC header 目的物理地址：00:D0:F8:BC:E7:06 源物理地址：00:16:EC:B2:BC:68 Type是0x800：意思是封装了ip数据报 （2）ip数据报
由以上信息可以得出： ①版本：占4位，所以此ip是ipv4 ②首部长度：占4 位，可表示的最大十进制数值是15。此ip数据报没有选项，故它的最大十进制为5。 ③服务：占8 位，用来获得更好的服务。这里是0x00 ④总长度：总长度指首都及数据之和的长度，单位为字节。因为总长度字段为16位，所以数据报的最大长度为216-1=65 535字节。 此数据报的总长度为40字节，数据上表示为0x0028。 ⑤标识(Identification)：占16位。IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。但这个“标识”并不是序号， 因为IP是无连接的服务，数据报不存在按序接收的问题。当数据报由于长度超过网络的MTU 而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。 在这个数据报中标识为18358，对应报文16位为47b6 ⑥标志(Flag)：占3 位，但目前只有2位有意义。标志字段中的最低位记为MF (More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。标志字段中间的一位记为DF(Don't Fragment)，意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。这个报文的标志是010，故表示为不分片！对应报文16位为0x40。 ⑦片偏移：因为不分片，故此数据报为0。对应报文16位为0x00。 ⑧生存时间：占8位，生存时间字段常用的英文缩写是TTL (Time To Live)，其表明数据报在网络中的寿命。每经过一个路由器时，就把TTL减去数据报在路由器消耗掉的一段时间。若数据报在路由器消耗的时间小于1 秒，就把TTL值减1。当TTL值为0时，就丢弃这个数据报。经分析，这个数据报的的TTL为64跳！对应报文16位为0x40。 ⑨协议：占8 位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。这个ip数据报显示使用得是TCP协议对
系别计算机科学与技术实验室网络工程实验室实验时间2012.2.22 1．实验名称 实验一Ethereal的使用、以太网数据分析 2. 实验目的 （1）掌握嗅探工具Ethereal协议分析软件的使用方法 （2）利用Ethereal软件工具截获以太网帧并完成报文分析 3. 实验内容 （1）Ethereal协议分析软件的使用 （2）以太网链路层帧格式分析实验 4. 实验环境 实验设备和连接图如图所示，一台交换机连接了2 台PC 机，分别命名为PC1、PC2。 每两人一小组，每小组各自独立完成实验。 5. 实验步骤 步骤1：按照如图所示连接好设备，配置PC1 和PC2 的IP 地址；（注：实验室中任何一台PC都可以作为模型中的PC1或PC2。） 步骤2：在：PC1 和PC2 上运行Ethereal 截获报文，为了只截获和实验内容有关的报文，将Ethereal 的Captrue Filter 设置为“No Broadcast and no Multicast ”； 步骤3：在：PC1 和PC2互相ping对方； 步骤4：停止截获报文：将结果保存为MAC-学号，并对按要求对截获的报文进行分析。 步骤5：启动系统中Messenger 服务。 步骤6：PC1和PC2互相发送消息报文。如以PC1为例：PC1 和PC2 上运行Ethereal 截获报文，然后进入PC1 的Windows 命令行窗口，执行如下命令： net send PC2IP地址Hello
（4）回答实验步骤4的问题： [1] 列出截获的一个报文中的各层协议类型，观察这些协议之间的关系。 [2] 在网络课程学习中，Ethernet规定以太网的MAC层的报文格式分为7字节的前导符、1字节的帧首定界、6字节的目的MAC地址、6字节的源MAC地址、2字节的类型、46～1500字节的数据字段和4字节的帧尾校验字段。分析一个Ethernet 帧，查看这个帧由几部分组成，缺少了哪几部分？为什么？
实验报告 实验名称数据链路层协议的理解与实现课程名称计算机网络 姓名王颖学号16008404 日期地点 成绩教师王磊 电气工程学院 东南大学
实验一数据链路层协议的理解与实现 一.实验目的： 1.加深对流量控制、差错处理方法的理解; 2.熟悉TCP/IP编程, 将书本知识运用到实验中； 3.开拓学生的创新意识,培养学生的独立动手操作的能力; 二.实验内容： 1．利用已有的模拟信道程序，编制发送、接收程序的部分模块，使系统具有可靠的收发功能。具体要求 1）采用无连接Socket编程 2）地址与端口 发送端：地址：127.0.0.1 端口：8001 接收端：地址：127.0.0.1 端口：6001 3 4）需考虑的异常情况：出错、丢失、延时 5）采用停等协议 6）单工方式 7）ACK/NAK的表示：ACK：0x06 NAK：0x15 2．待完成模块要求 1）发送程序：偶校验；编码；发送、接收；差错处理、流量控制。 2）接收程序:检查偶校验;应答;发送、接收 三.实验环境（软件、硬件及条件）： Microsoft visual C++ 6.0 四.实验原理 1、程序实现的原理 Windows Sockets(套接字) 是在Windows下一套开放的、支持多种协议的网络编程接口规范。为Windows下网络异步通信提供了一种方便的开发和运行环境。
Windows Sockets规范建立在BSD UNIX 中实现的Berkeley 套接字模型上，现已是TCP/IP网络的标准。它独立于底层的协议。 其原理示意图如下 1）数据链路层 数据链路层目的是建立在物理层基础上，通过一些数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。即数据链路层提供网络中相邻节点之间可靠的数据通信。 数据链路层的主要功能是为网络层提供连接服务，并在数据链路连接上传送帧。依据功能可以分为有连接和无连接两种。本实验采用的是有应答，无连接服务。 无连接服务时，发送方的数据链路层要发送数据时，就直接发送数据帧。接收方的数据链路层能够接受数据帧，或者收到的帧校验正确，就像源主机数据链路层发送应答帧；不能接受或接受到的帧校验不正确时，就返回否定应答，发送端要么重发原帧，要么进入等待状态。 面向无连接的socket使用方法如下:
实验六网络层分片实验 【实验目的】 1、理解IP分片过程； 2、掌握IP分片是数据报头的变化； 【实验学时】 1学时 【实验环境】 图 3-39 实验拓扑图【实验内容】 1、掌握IP数据包分片过程。 2、掌握IP分片报头格式。 3、掌握三层交换机配置MTU方法。
【实验流程】 图 3-40 实验流程图 【实验原理】 每一个数据链路层都会有自己的帧格式，在这个格式中有一个字段是“数据字段最大长度”，当数据包封装成帧时，要求数据包的总长度必须小于这个数据字段的最大长度，这个数据字段最大长度也称为MTU，不同的数据链路层协议均有其不同的MTU值，以太网的MTU值为1500，这意味着，当我们的网络是基于以太网时，IP报文的总长度不可以超过1500字节。但是IP数据包定义的最大长度为65535，这和数据链路层的MTU值是一个矛盾，当IP数据包封装总长度超过数据链路层MTU值时，就需要对IP包进行分片。当数据被分片时，每一个数据包都有自己的报头，并且，当分片后的IP包遇到具有更小的MTU 的网络，它需要继续分片以穿过这样的网络，当然，不管如何分片，数据包在到达目的端后可以根据报头中的信息，对数据包进行重组。 分片后的数据包之所以在到达目的端后能够进行重组，主要得益于IP报头中的3个与分片重组有关的三个字段。 z标志：标志字段长度为16比特，这16比特标志位用于标识从源主机发出的数据包，在源主机有一个计数器，当IP协议发送数据包时，将计数器中的数字复制到 标识字段中，并把这个计数器的值加1，如此循环往复，从而能够保证每个IP包 都具有唯一的标识数，当一个IP包需要进行分片时，就将此标识字段的值复制到 所有的分片中，所以，从一个IP包得到的所有分片都具有相同的标志字段。而目 的端则知道具有相同标识字段的IP包需要进行重组。 z标识：长度为3比特，第一个比特保留待以后使用，第二位为不分片位，当此值为1时，表示此数据包不可被分片，如果不分片无法经物理网络进行转发，就丢弃数 据包，并向源主机发送ICMP差错报文，当此值为0时，侧在需要时将此数据包进
实验内容：网络层IP/ARP协议分析 一、实验目的 1、理解IP协议报文类型和格式，掌握IP V4 地址的编址方法。 2、分析ARP 协议的报文格式，理解ARP 协议的解析过程。 二、实验设备 安装有Ethereal软件和windows操作系统的微机系统 三、实验内容 1、IP协议分析实验 使用Ping 命令在两台计算机之间发送数据报，用Ethereal 截获数据报，分析IP 数据报的格式，理解IP V4 地址的编址方法，加深对IP 协议的理解。 2、IP 数据报分片实验 我们已经从前边的实验中看到，IP 报文要交给数据链路层封装后才能发送。理想情况下，每个IP 报文正好能放在同一个物理帧中发送。但在实际应用中，每种网络技术所支持的最大帧长各不相同。例如：以太网的帧中最多可容纳1500 字节的数据；FDDI帧最多可容纳4470 字节的数据。这个上限被称为物理网络的最大传输单元（MTU，MaxiumTransfer Unit）。 TCP/IP 协议在发送IP 数据报文时，一般选择一个合适的初始长度。当这个报文要从一个MTU 大的子网发送到一个MTU 小的网络时，IP 协议就把这个报文的数据部分分割成能被目的子网所容纳的较小数据分片，组成较小的报文发送。每个较小的报文被称为一个分片（Fragment）。每个分片都有一个IP 报文头，分片后的数据报的IP 报头和原始IP 报头除分片偏移、MF 标志位和校验字段不同外，其他都一样。 重组是分片的逆过程，分片只有到达目的主机时才进行重组。当目的主机收到IP 报文时，根据其片偏移和标志MF 位判断其是否一个分片。若MF 为0，片偏移为0，则表明它是一个完整的报文；否则，则表明它是一个分片。当一个报文的全部分片都到达目的主机时，IP 就根据报头中的标识符和片偏移将它们重新组成一个完整的报文交给上层协议处理。 3、ARP协议分析实验 Arp 命令简介 本次实验使用的Windows自带的Arp命令提供了显示和修改地址解析协议所使用的地址 映射表的功能。 Arp 命令的格式要求如下： ARP -s inet_addr eth_addr [if_addr] ARP -d inet_addr [if_addr] ARP -a [inet_addr] [-N if_addr] 四、实验步骤 1、IP协议分析 步骤1：截获PC1 上ping PC2 的报文，结果保存为IP-学号； 步骤4：任取一个数据报，分析IP 协议的报文格式，完成下列各题：