目录实验 1 实验环境熟悉1 实验 2 网络协议仿真软件的熟悉.2实验 3 编辑并发送 LLC 帧.3实验 4 编辑并发送 MAC 帧.4实验 5 地址解析协议 ARP 5实验 6 网际协议 IP.6实验 7 Internet 控制报文协议 icmp. 8实验 8 用户数据报协议 UDP.10实验 9 传输控制协议 TCP.111实验一：实验环境的熟悉实验目的:1掌握实验系统的软硬件组成2熟悉实验系统软件界面实验设备:N 台计算机，中软吉大的协议仿真软件实验步骤:1由教师引领，观察实验室硬件布局、网线连接、主要设备等相关情况；2打开中软吉大的协议仿真软件，了解软件的组成模块（包括仿真编辑器和协议分析器）；2了解实验中要用到的 3 种网络拓扑结构图；3了解每种拓扑图中计算机的连接方法和 ip 地址的设置方法；主服务器 IP 设为 172.16.1.100；其它机器设为 172.16.1.*mask:255.255.255.0Gateway:172.16.1.1Dns:172.16.1.1004打开中软吉大网络协议仿真教学系统（通用版）课件，熟悉 9 个实验的名称，有关实验的说明。2实验二：网络协议仿真软件的熟悉实验目的:1熟悉仿真编辑器界面的操作2熟悉协议分析器界面的操作实验设备:N 台计算机，中软吉大的协议仿真软件实验步骤:打开中软吉大的协议仿真软件，浏览界面，尝试使用界面上的工具按钮。（1）打开仿真编辑器。该系统的初始界面分为 5 个部分：多帧编辑区、单帧编辑区、协议模型区、地址本和十六进制显示区a多帧编辑区b单帧编辑区c协议模型区d地址本e十六进制显示区（2）应用实例a编辑 MAC 层b编辑 IP 层c编辑 TCP 层（3）协议分析器使用简介a会话分析b协议解析（4）应用实例a在单帧编辑区中编辑一个 ICMP 帧b在协议分析器捕获该帧并分析3实验三: 编辑并发送 LLC 帧实验目的：1. 掌握以太网报文格式；2. 掌握 LLC 帧报文格式；3. 掌握仿真编辑器和协议分析器的使用方法；实验设备：集线器，N 台计算机，N 条双绞线，协议仿真系统实验步骤：1. 将服务器和工作站用双绞线和 HUB 连通并加载协议仿真模块2. 将主机 A 和 B 作为一组，主机 A 启动仿真编辑器，并编写一个 LLC帧。3. 主机 B 重新开始捕获数据，在捕获到的数据中查找主机 A 所发送的LLC 帧，分析该帧内容并纪录结果。 记录实验结果。 帧类型 发送序号 N（S） 接受序号 N（R） 思考题：1.为什么 IEEE802 标准将数据链路层分割为 MAC 子层和 LLC 子层？ 2.为什么以太网有最短帧长度的要求？补充：以太网的分类 最初的以太网是由施乐公司的 Palo Alto 研究中心（PARC）于 1976 年创建的。自此以后，逐渐发展。 数据速率为 10Mbps 的以太网称为标准以太网 ，数据速率为 100Mbps 的以太网称为快速以太网 ，数据速率为 1000Mbps 的以太网称为千兆以太网 。目前 10G 以太网 的标准也已正式制定。4实验四 编辑并发送 MAC 帧网卡 MAC 地址的概念 MAC（Media Access Control, 介质访问控制）地址是识别 LAN（局域网）节点的标识。 网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的 EPROM，它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。 对于著名的以太网卡，其地址是 48bit（比特位）的整数，如：44-45-53-54-00-00, IEEE 规定地址字段的第一字节的最低位为 I/G 比特，I/G 表示Individual/Group。当 I/G 比特为 0 时，地址字段表示一个单个站地址， 为1 时表示组地址，用来进行多播。IEEE 将地址字段第 1 字节的最低第 2 位规定为 G/L 比特，表示 Global/Local。 当 G/L 比特为 1 时是全球管理(保证在全球没有相同的地址)，厂商向 IEEE 购买的 OUI 都属于全球管理，当为 0 时是本地管理， 这时用户可任意分配网络上的地址。但应当指出，以太网几乎不使用这个 G/L 比特。以太网 MAC 地址可分为三类: 单播(unicast)地址（一对一），即收到的帧的 MAC 地址与本站的硬件地址相同； 广播(broadcast)地址（一对全体），即发送给所有站点的帧(全 1 地址)。 多播(multicast)地址（一对多），即发送给一部分站点的帧。以太网的 MAC 帧格式 以太网的 MAC 帧格式有两种标准，一种是 DIX Ethernet V2 标准，另一种是 IEEE 的 802.3 标准。 但两种帧格式可以在同一以太网络共存。两种帧格式都具有 7 个域：前导码、帧首定界符、目的地址、 源地址、长度/类型、数据、帧校验序列。如下图所示。7 1 6 6 2 46-1500 4前导码 帧首定界符 目的地址 源地址 类型/长度 数据 帧校验序列5实验五 地址解析协议 ARP实验目的：1. 掌握 ARP 协议的报文格式2. 掌握 ARP 协议的工作原理3. 理解 ARP 高速缓存的作用实验设备：多台计算机，HUB，双绞线，协议仿真模块实验内容及步骤：1主机 B 启动静态路由服务；2主机 A、B、C、D、E、F 在命令行下运行“arp -a”命令，察看 ARP 高速缓存表；3主机 A、B、C、D 启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取 ARP、ICMP）；4主机 A、B、C、D 在命令行下运行“arp -d”命令，清空 ARP 高速缓存；5主机 A ping 主机 D；主机 A、B、C、D 停止捕获数据，并立即在命令行下运行“arp -a”命令察看 ARP 高速缓存。补充：ARP 协议简介 Internet 是由各种各样的物理网络通过使用诸如路由器之类的设备连接在一起组成的。当主机发送一个数据包到另一台主机的过程中 可能要经过多种不同的物理网络。主机和路由器都是在网络层通过 IP 地址来识别的，这个地址是在全世界内唯一的。 然而，数据包是通过物理网络传递的。在物理网络中，主机和路由器通过其 MAC 地址来识别的，其范围限于本地网络中。 MAC 地址和 IP 地址是两种不同的标识符。这就意味着将一个分组传递到一个主机或路由器需要进行两级寻址：IP 和 MAC。需要能将一个 IP 地址映射到相应的 MAC 地址。ARP 协议是“Address Resolution Protocol”(地址解析协议 )的缩写。 所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标网络层地址转换成目标物理地址的过程。在使用 TCP/IP 协议的以太网中，即完成将 IP 地址映射到 MAC 地址的过程使用 ARP 协议通过目标设备的 IP 地址，查询目标设备的 MAC 地址，以保证通信的顺利进行。6实验六 网际协议 IP实验目的：1. 掌握 IP 数据报的报文格式2. 掌握 IP 校验和计算方法3. 掌握子网掩码和路由转发4. 理解特殊 IP 地址的含义5. 理解 IP 分片过程实验设备：多台计算机，HUB，双绞线，协议仿真模块实验内容及步骤：1主机 A 启动仿真编辑器，编辑一个 IP 数据报，其中： MAC 层：目的 MAC 地址: 主机 B 的 MAC 地址（对应于 172.16.1.1 接口的MAC）。源 MAC 地址：主机 A 的 MAC 地址。协议类型或数据长度：0800。 IP 层：总长度：IP 层长度。生存时间:128。源 IP 地址:主机 A 的 IP 地址（172.16.1.2）。目的 IP 地址:主机 E 的 IP 地址（172.16.0.2）。校验和：在其他所有字段填充完毕后计算并填充。IP 在计算校验和时包括那些内容？ 【说明】先使用仿真编辑器的“手动计算” 校验和，再使用仿真编辑器的“自动计算” 校验和，将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。；2在主机 B（两块网卡分别打开两个捕获窗口）、E 上启动协议分析器，设置过滤条件（提取 IP 协议），开始捕获数据。思考问题 1. 试说明 IP 地址与硬件地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？72.不同协议的 MTU 的范围从 296 到 65535。使用大的 MTU 有什么好处？使用小的 MTU 有什么好处？ 3.IP 数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据。这样做的最大好处是什么？坏处是什么？补充：IP（网际协议）简介IP 是 TCP/IP 协议族中最为核心的协议。所有的 TCP、UDP、ICMP 及IGMP 数据都以 IP 数据报格式传输。 IP 协议提供不可靠、无连接的数据报传送服务，即它对数据进行“尽力传输”，只负责将分组发送到目的主机， 不管传输正确与否，不作验证、不发确认、也不保证 IP 数据报到达顺序，将纠错重传问题交由传输层来解决。8实验七 Internet 控制报文协议 ICMP实验目的：1. 掌握 ICMP 协议的报文格式2. 理解不同类型 ICMP 报文的具体意义3. 了解常见的网络故障实验设备：多台计算机，HUB，双绞线，协议仿真模块实验内容及步骤：1. 主机 B 启动静态路由服务；2. 主机 B、E、F 启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取 ICMP 协议）；3. 主机 A ping 主机 E；主机 B、E、F 停止捕获数据，察看捕获到的数据。思考题：1. 为什么要限制由失效的 ICMP 差错报文再产生一个 ICMP 报文？ 2. 主机 A 向主机 B 发送数据报。主机 B 从未收到该数据报，而主机 A 也从未收到出问题的通知。试给出可能发生的情况的两种不同解释。 3. 试用表说明，什么样的 ICMP 报文是由路由器发送出的，什么样的 ICMP报文是由非目的主机发送出的，以及什么样的 ICMP 报文是由目的主机发送出的。补充：ICMP 简介 IP 协议是一种不可靠无连接的包传输，当数据包经过多个网络传输后，可能出现错误、目的主机不响应、包拥塞和包丢失等。 为了处理这些问题，在 IP 层引入了一个子协议 ICMP（Internet Control Message Protocol）。 ICMP 数据报有两种形式：差错数据报和查询数据报。ICMP数据报封装在 IP 数据报里传输。 ICMP 报文可以被 IP 协议层、传输层协议（TCP 或 UDP）和用户进程使用。ICMP 与 IP 一样，都是不可靠传输，ICMP 的信息也可能丢失。 为了防止 ICMP 信息无限制的连续发送，对ICMP 数据报传输中问题不能再使用 ICMP 传输。 查询报文是成对出现的，它帮助主机或网络管理员从一个路由器或另一个主机得到特定的信息。 差错报告报文9IP 是不可靠的协议。这就表示 IP 是不考虑处理检验和差错控制的。ICMP 就是为补偿这个缺点而设计的。然而 ICMP 不能纠正差错； 它只是报告差错。差错纠正留给高层协议去做。差错报文总是发送给原始的数据源，因为在数据报中关于路由惟一可用的信息就是源 IP 地址和目的 IP 地址。 ICMP 使用源 IP 地址将差错报文发送给数据报的源端。关于 ICMP 差错报文有以下的一些要点：1. 对于携带 ICMP 差错报文的数据报，不再产生 ICMP 差错报文。 2. 对于分段数据报，如果不是第一个分段，则不产生 ICMP 差错报文。 3. 对于具有多播地址的数据报，不产生 ICMP 差错报文。 4. 对于有特殊地址（如 127.0.0.0 或 0