数据链路层的主要协议有：
(1)Point-to-Point Protocal;PPP点到点
(2)Ethernet;以太网
(3)High-Level Data Link Control Protocal;HDLC高级链路控制协议
(4)Frame Relay;帧中继
(5)Asynchronous Transfer Mode;ATM
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
第二章计算机网络体系结构与协议 【打算课时】 4课时（教材第二、三章） 2.1网络通信协议 2.1.1 协议（protocol）教材P29 网络传送是个专门复杂的过程，为了实现计算机之间可靠地交换数据，许多工作要协调（如发送信号的数据格式，通信协调与出错处理，信号编码与电平参数，传输速度匹配等）。 假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据，由于各个厂家有其各自的实现方法，这些设备可能不完全兼容，它们相互之间不可能识不和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家
的专有技术和设备，在网络互连的今天已不可行。另一种方法确实是制定一套实现互连的规范（标准），即所谓“协议”。该标准同意每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造，当按同一协议制造的设备连入同一网络时，它们完全兼容，仿佛是由同一厂家生产的一样。 【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范，即通信技术标准（也是软硬件厂商开发网络产品的标准） 协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方彼此“讲什么”（含义），语法规定“如何讲”（格式），时序关系则规定了信息交流的次序（顺序）。 P29 实际上，生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件，都必须有“协议”（例：讲话/赛跑） 廖鸿鹏《NT Server 4.0建站指南》：“当一个中国人碰上一个日本
人时，假如中国人讲他的中文，日本人讲他的日文，那么可能两个 人确实是讲到天黑，都可不能有什么结果……网络上各节点之间若 需要传送数据时，也要有一个共通的语言，这确实是通信协议”。 理论上只要有一套协议即可，但由于网络技术在不断进展，应用领域在不断拓宽，加上历史的缘故（７０年代各大计算机公司在网络领域“诸侯割据”，纷纷推出自己的网络通信协议，既为网络技术的进展作出了贡献，亦造成协议品种杂多的局面），因此目前一套统一可用的网络协议。 正如理论上人类只要一种语言就能够相互沟通，但实际上却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一确实是了解各种常用的通信协议。关于网络开发/集成工程师，则需要深入理解甚至精通工程中所涉及到的各种协议。 用于一般网络用户，则只需明白访问网络资源你的系统或机器上需要配备何种协议，而无须明白这些协议的具体含义。 封闭的协议——协议内容（规范）不对公众公布
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。
网络体系结构与网络协议 《易经》说:“天地万物 , 阴阳五行 , 相生相克 , 周而复始 , 皆有规律可循”。为了使世间各种事情有条不紊、规律的朝着人们所期待的方向行进, 我们总是喜欢发现规律、总结规律、创造规定、利用规律。如此一来,当前人在考虑计算机网络的通信与资源交互时,必然要创造出统一遵守的计算机通信与资源交互的规定,以方便人们使用计算机进行有条不紊的大规模的数据、资源交换。 如此,人们就制定了大量的标准,这些标准规定了计算机网络通信与数据交换所需的共同遵守的条规, 这些标准就是协议。大量的各种各样的协议共同构成了一套完整的体系。由于大量的协议体系过于复杂, 于是人为的将这套协议体系划分为几个层次, 这样一来, 大量的协议就容易分门别类的化整为零, 将协议一层一层的实现。由计算机互联通信所需的功能,,划分成定义明确的层次,规定了同层次进程通信的协议和相邻层之间的接口服务 (接口可理解为下层与上层交互的门户,下层通过接口向上层提供特定的服务。这些层、同层进程通信的协议及相邻层接口统称为网络体系结构。 在学习网络体系结构和协议时,不免要和 RFC 打交道。 RFC 是 tcp/ip协议族 的标准文档,里面写有 4000多个协议的定义。在那么多的协议中, tcp 、 ip 协议可以说是互联网最基本的两个通信协议, tcp/ip的五层分层原理应用十分常见。这五层,从上往下依次是:应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。它们之间的通信服务类型可分为面向连接服务和无连接服务, 混合上确认机制, 共有四种服务类型。分别是面向连接确认服务、无连接确认服务、面向连接不确认服务和无连接不确认服务。根据通信要求, 权衡效率与可靠性后, 可选择合适的通信服务类型。 在最高层应用层里,有 FTP 协议、 Telnet 协议、 HTTP 协议、 DNS 协议等等。在传输层中,有著名的 TCP 和 UDP 协议。 在下层网络层里面,有 IP 协议、 ICMP 协议、 IGMP 协议、 ARP 协议、 RARP 等协议。
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。
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；
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
第10章网络协议体系结构：优点和缺点 2 0世纪早期，社会学家G e o r ge Herbert Mead研究了语言对人类的影响，最终得出结论：人类的理解力之所以能够活跃起来，主要是因为我们有语言。语言帮助我们发现周围环境的内涵并搞清它的意义。网络协议对网络起类似的作用，它为完全不同的系统提供共同的用于通信的环境。L A N协议使得网络通信电缆上传递的简单的电子信号变得有意义。没有协议，网络通信是不可能存在的。为了让两个工作站能够充分地进行通信，他们必须使用相同的协议，就像两个人如果使用相同的语言，才能够更好地进行交流。使用协议也能够使网络设备能够更多地了解它们所在的网络环境，并且从大量的网络电缆、连接器以及其他连接设备中了解它们的意义。如果你对于协议如何使得网络有意义方面有疑问的话，则可以想一想当你的工作站上的一个关键的协议被删除时，对你的通信能力所产生的影响就会知道了。你将注意到你的工作站不能再像以前那样进行通信了，它甚至看不见使用已被删除的协议的其他设备了。 阅读完本章并完成练习后，您将能够： ? 解释在小型和大型L A N中使用的关键协议。 ? 判断在一个给定的L A N中使用哪一个协议，以及在同一个L A N中实现多个协议。 ? 在一个工作站上安装L A N协议。 ? 解释关键的WA N协议。 ? 判断哪一个WA N协议会与一个L A N上使用的协议兼容。 L A N协议就像一个本地语言或方言，它们使得你不需要做任何努力就可以在相互连接的设备之间进行交换。WA N协议就像一个国际语言，它使得通信能够跨越一个L A N的边界到处旅游，使得一个远程工作站或L A N能够与另一个L A N进行通信。本章研究最常用的L A N和WA N协议，说明每一个协议的优点和缺点。一些协议，包括T C P/I P和AT M，在前面的章节已经讨论过了，在这里只概括一下。其他协议对于你而言都是新的，如N e t B E U I，它是用在小型L A N上的，还有点到点协议，它是一个WA N协议，通常被个人用来连接到他们的公司或者学术L A N上。 10.1 LAN协议 一个局域网可以单独传输多个网络协议，或者组合两个、三个或多个协议。网络设备，例如路由器，通常建立起来后能够自动配置自己，这是通过辨认不同的协议完成的(根据该路由器使用的操作系统)。例如，一个以太网L A N可能为一个大型机计算机提供一个协议，而为N o v e l l服务器提供一个不同的协议，又为Windows NT服务器提供另外一个协议(见图1 0-1)。可能建立一个桥式路由器为自己自动识别并配置它自己，这样它传递一些协议并作为其他设备的一个桥梁。在一个网络上拥有多个L A N协议的优点是这样一个网络可以在同一个L A N上完成许多不同的功能，如使得I n t e r n e t访问成为可能，以及访问大型机计算机及服务器。缺点是一些协议是以广播的方式进行操作的，这意味着它们经常发送包，以便识别网络上的设备，
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
计算机网络体系结 构与协议 1
第二章计算机网络体系结构与协议 【计划课时】 4课时(教材第二、三章) 2.1网络通信协议 2.1.1 协议(protocol) 教材P29 网络传送是个很复杂的过程,为了实现计算机之间可靠地交换数据,许多工作要协调(如发送信号的数据格式,通信协调与出错处理,信号编码与电平参数,传输速度匹配等)。 假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据,由于各个厂家有其各自的实现方法,这些设备可能不完全兼容,它们相互之间不可能识别和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术和设备,在网络互连的今天已不可行。另一种方法就是制定一套实现互连的规范(标准),即所谓”协议”。该标准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造,当按同一协议制造的设备连入同一网络时,它们完全兼容,仿佛是由同一厂家生产的一样。 【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范,即通信技术标准(也是软硬件厂商开发网络产品的标准) 协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方彼此”讲什么”(含义),语法规定”如何讲”(格式),时序关系则规定了信息交流的次序(顺序)。 P29
实际上,生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件,都必须有”协议”(例:讲话/赛跑) 廖鸿鹏
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
网络体系结构与网络协议 《易经》说：“天地万物,阴阳五行,相生相克,周而复始,皆有规律可循”。为了使世间各种事情有条不紊、规律的朝着人们所期待的方向行进，我们总是喜欢发现规律、总结规律、创造规定、利用规律。如此一来，当前人在考虑计算机网络的通信与资源交互时，必然要创造出统一遵守的计算机通信与资源交互的规定，以方便人们使用计算机进行有条不紊的大规模的数据、资源交换。 如此，人们就制定了大量的标准，这些标准规定了计算机网络通信与数据交换所需的共同遵守的条规，这些标准就是协议。大量的各种各样的协议共同构成了一套完整的体系。由于大量的协议体系过于复杂，于是人为的将这套协议体系划分为几个层次，这样一来，大量的协议就容易分门别类的化整为零，将协议一层一层的实现。由计算机互联通信所需的功能，，划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议和相邻层之间的接口服务（接口可理解为下层与上层交互的门户，下层通过接口向上层提供特定的服务）。这些层、同层进程通信的协议及相邻层接口统称为网络体系结构。 在学习网络体系结构和协议时，不免要和RFC打交道。RFC是tcp/ip协议族的标准文档，里面写有4000多个协议的定义。在那么多的协议中，tcp、ip协议可以说是互联网最基本的两个通信协议，tcp/ip的五层分层原理应用十分常见。这五层，从上往下依次是：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。它们之间的通信服务类型可分为面向连接服务和无连接服务，混合上确认机制，共有四种服务类型。分别是面向连接确认服务、无连接确认服务、面向连接不确认服务和无连接不确认服务。根据通信要求，权衡效率与可靠性后，可选择合适的通信服务类型。 在最高层应用层里，有FTP协议、Telnet协议、HTTP协议、DNS协议等等。在传输层中，有著名的TCP和UDP协议。 在下层网络层里面，有IP协议、ICMP协议、IGMP协议、ARP协议、RARP 等协议。 在数据链路层，这个层次为待传送的数据加入一个以太网协议头，并进行CRC 编码，为最后的数据传输做准备。PPP协议、Ethernet协议、HDLC（高级链路控制协议）等协议在这一层。 最低层物理层，属于硬件层次。负责网络的传输，这个层次的定义包括网线的制式，网卡的定义等等。所以有些书并不把这个层次放在tcp/ip协议族里面，因为它几乎和tcp/ip协议的编写者没有任何的关系。 发送协议的主机从上自下将数据按照协议封装，而接收数据的主机则按照协议从得到的数据包解开，最后拿到需要的数据。 为了便于理解网络体系结构层次与协议，以下从最底层开始向最高层依次作出说明。 物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输，主要为数据端设备提供传送数据通路、传输数据。这一层的媒介有：光纤、电缆、信道、路由器、中继器、交换机、网卡（也工作在数据链路层）甚至插头和双绞线等，都属于物理层的媒介。传输时数据单位为比特。物理层的设计解决了所有物理接口特性不一致的问题。 数据链路层有三个目的：1为IP模块发送和接收IP数据报；2为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答；3为RARP发送RARP请求和接收RARP应答。
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：
运城学院实验报告 专业：计算机科学与技术系（班）：计算机科学与技术系1001班姓名：陈振北（2010100152）课程名称：计算机网络基础 实验项目：实验四网络层协议分析实验类型：验证性指导老师：杜经纬实验地点：网络实验室（2）时间：2012年11月27日8:00-9:50 一、实验目的： 1、分析IP报文格式。 2、掌握IP地址的分类和IP层的路由功能。 3、分析并掌握ARP协议、ICMP等网络层其它协议。 二、实验内容： 1、捕获并分析IP协议报文格式，结合实验体会IP地址的编址方法和数据报文发送、转发的过程； 2、捕获ARP协议的请求与响应报文，并详细分析报文的数据内容。 3、捕获ICMP协议报文，并分析其内容。 三、实验方案设计： 1、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。 2、用Wireshark抓包软件抓关于ARP协议的包进行分析，从协议中分析目标地址的MAC地址。 3、执行ping 命令截获报文，分析截获的ICMP 报文类型和ICMP 报文格式，理解ICMP 协议的作用。
四、实验步骤： 1、1、IP协议分析 步骤1：截获PC1 上ping PC2 的报文； 步骤2：任取一个数据报，分析IP 协议的报文格式； 2、ARP协议分析 步骤1：截获PC1 上ping PC2 的报文； 步骤2：取一个ARP数据报，分析ARP协议的报文格式； 3、ICMP协议分析 步骤1：分别在PC1 和PC2 上运行Wireshark，开始截获报文； 步骤2：在PC1 以PC2 为目标主机，在命令行窗口执行Ping 命令；步骤3：截获报文，分析截获的结果。 五、实验结果： 1、IP协议分析 IP数据包的各字段含义如下表
网络体系结构与网络协议 网络体系结构与网络协议是网络技术中两个最基本的概念。本章将从层次、服务与协议的基本概念出发，对OSI参考模型、TCP／IP 协议与参考模型，以及网络协议标准化与制定国际标准的组织进行介绍。 学习要求： ●掌握：协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念。 ●掌握：网络体系结构的层次化研究方法。 ●掌握：OSI参考模型及各层的基本服务功能。 ●掌握：TCP/IP参考模型的层次划分、各层的基本服务 功能与主要协议。 ●了解：OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较。 ●了解：网络协议标准组织，RFC文档、Internet草案与 Internet 协议标准的制定过程。 计算机网络的四个重要的概念 协议（protocol） 层次（layer） 接口（interface） 体系结构（architecture） 计算机网络是由多个互联的结点组成的，结点之间需要不断地交换数据与控制信息。要做到有条不紊地交换数据，每个结点都必须遵守一些事先约定好的规则。一个协议就是一组控制数据
通信的规则。这些规则明确地规定了所交换数据的格式和时序。 哲学家-翻译-秘书结构 网络协议的概念 网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准； 网络协议的三要素：语义、语法与时序： 语义：用于解释比特流的每一部分的意义； --表示做什么 语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义； --表示要怎么做
时序：事件实现顺序的详细说明。 --表示什么时候做 社会上存在的邮政系统 协议(Protocol) ●协议是一种通信规约。 ●为了保证计算机网络中大量计算机之间要有条不紊地交换 数据，必须制定一系列的通信协议。 层次（layer） 层次是人们对复杂问题处理的基本方法； 将总体要实现的很多功能分配在不同层次中； 对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定； 不同的系统分成相同的层次； 不同系统的最低层之间存在着“物理”通信； 不同系统的对等层次之间存在着“虚拟”通信；
第二章计算机网络体系结构与协议
第二章计算机网络体系结构与协议 【计划课时】4课时(教材第二、三章 2.1网络通信协议 2.1.1 协议(protocol教材P29 网络传送是个很复杂的过程,为了实现计算机之间可靠地交换数据,许多工作要协调(如发送信号的数据格式,通信协调与出错处理,信号编码与电平参数,传输速度匹配等。 假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据,由于各个厂家有其各自的实现方法,这些设备可能不完全兼容,它们相互之间不可能识别和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术和设备,在网络互连的今天已不可行。另一种方法就是制定一套实现互连的规范(标准,即所谓“协议”。该标准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造,当按同一协议制造的设备连入同一网络时,它们完全兼容,仿佛是由同一厂家生产的一样。 【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范,即通信技术标准(也是软硬件厂商开发网络产品的标准 协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方彼此“讲什么”(含义,语法规定“如何讲”(格式,时序关系则规定了信息交流的次序(顺序。P29 实际上,生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件,都必须有“协议”(例:讲话/赛跑廖鸿鹏《NT Server 4.0建站指南》:“当一个中国人碰上一个日本人时,如果中国人说他的中文,日本人说他的日文,那么恐怕两个人就是讲到天黑,都不会有什么结果……网络上各节点之间 若需要传送数据时,也要有一个共通的语言,这就是通信协议”。
理论上只要有一套协议即可,但由于网络技术在不断发展,应用领域在不断拓宽,加上历史的原因(7 0年代各大计算机公司在网络领域“诸侯割据”,纷纷推出自己的网络通信协议,既为网络技术的发展作出了贡献,亦造成协议品种杂多的局面,所以目前一套统一可用的网络协议。 正如理论上人类只要一种语言就可以相互沟通,但实际上却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一就是了解各种常用的通信协议。对于网络开发/集成工程师,则需要深入理解甚至精通工程中所涉及到的各种协议。 用于普通网络用户,则只需知道访问网络资源你的系统或机器上需要配备何种协议,而无须知道这些协议的具体含义。 封闭的协议——协议内容(规范不对公众公布 开放的协议——协议内容对公众公布 NT4.0可同时具有5种协议,犹如一个懂最常用的五国语言的人,在世界各地旅行,便畅行无阻。 2.1.2 常用的网络通信协议 有三个最具影响力的团体为网络通信制定了各自的协议: