通信网网络协议认识

网络协议认识实验报告

指导老师： 徐 川

班级： 01109101 姓名： 黄 震 学号： 2009210022

【实验目的】

（1）使学生掌握以太网（Ethernet）帧的结构，理解以太网（Ethernet）帧格式中每个字段

的含义，并了解以太网中数据的实际传送状况。 （2）使学生掌握 IP 协议包的组成，理解IP 协议数据报格式中每个字段的含义， 并了解计算机网络中 IP 协议包数据的实际传送状况。

（3）使学生掌握 TCP 报文的结构，理解TCP 报文首部格式中每个字段的含义，并了解以

TCP 报文的实际传送状况。

（4）使学生掌握 UDP 数据报的结构，理解UDP 数据报首部格式中每个字段的含义，并了

解UDP 数据报的实际传送状况。

（5）使学生掌握 IP-MAC 映射表的组成，理解IP-MAC 映射表格式中每项的含义，并了解

计算机网络中如何利用ARP 协议实现IP 地址到MAC 地址映射。

【实验要求】

1. 掌握各种协议及帧格式,以及协议中各个字段的功能。 2. 了解以协议中数据的实际传送状况。

3. 学会根据实际接收到的以太网MAC 帧以及各种协议配置，识别出其中各个字段的值。

【实验原理】

1. 以太网是一类满足一套标准规范的计算机局域网。它是一个局部区域多

计算机通信系统。所谓局部区域是指一幢楼、一所学校、一座工厂或一个小区；所谓一套标准规范是指 IEEE802.3，ISO ／IEC88O2— 3或IEEE8O2.12 ISO ／IEC8802— 12标准；所谓多计算机系统是指该局部区域内许多计算机按这套协议规范连接起来的数据通信联络网络。这里借用了“以太”这个词来说明这类网络像 “以太”一样，可无所不包地普遍存在。以太网中信息传输的基本形式是以太网帧，它是以太网络通信信号的基本单元。

同步前码 目的地址 源地址 类型 数据 FCS 8 byte 6 byte 6 byte 2 byte n byte 4 byte 以太网帧的结构

其中同步前码迅速实现比特同步，前 7 个字节是前同步码，用来迅速实现 MAC 帧的比特同步。后1个字节是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。目的地址字段 6 字节。源地址字段 6 字节。类型用来标志上一层使用的是什么协议以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。数据最小长度 64 到18 的首尾 = 数据字段的最小长度46，小于则填充。

2. IPv4 是网际协议 IP 的第4 版，产生于上个世纪 70 年代末。IP 协议是网际层中最重要的协议也是Internet 的核心协议。它为多种计算机网络互连提供了统一化的标准，从而使多种计算机网络形成一个虚拟网络，即为我们所说的互连网，最终实现彼此通信。IP协议为互连网中的每台主机分配一个唯一的 32bit 的IP 地址，IP 地址封装在IP 数据报的首部，它与数据一起构成 IP 数据报发送到网络中。

3.传输控制协议 TCP 是运输层上的主要协议，使面向连接的，因而可提供可靠的、按序传送数据的服务。TCP提供的连接是双向的，即全双工的。应用层的报文传送到运输层，加上TCP首部，就构成TCP的数据传送单位，称为报文。

4.用户数据报协议 UDP是运输层上的协议，UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。远地主机的运输层在收到 UDP 数据报后，不需要给出任何应答，即UDP 提供的是面向无连接服务。UDP 使用了与应用层接口处的端口与上层的应用进程进行通信，因此UDP 只在 IP的数据报服务之上增加了很少一点的功能，就是端口的功能。为IP 数据报的数据，加上首部后，成为 IP 数据报。

5.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 （一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写），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。也就是说，在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别主机的，它一般也是全球唯一的。比如，以太网定义了一个48 比特的寻址方式，每台连接到以太网的计算机分配到一个唯一的 48 比特数字，即它的以太网地址，没有两个硬件接口具有同样的以太网地址。以太网地址也称作物理地址或MAC 地址。

【实验内容】

练习一：按照以太网 MAC 帧中各个字段的要求，配置各项内容的值，组成一个正确的MAC 帧， 然后发送到网络。

练习二：按照 IP 协议报格式中各个字段的要求，配置各项内容的值，组成一个正确的 IP 数据包，然后发送到网络。

练习三：按照 TCP 报文中各个字段的要求，配置各项内容的值，组成一个正确的TCP 报文，然后发送到网络。

练习四：按照UDP 数据报中各个字段的要求，配置各项内容的值，组成一个正确的UDP 数据报，然后发送到网络。

练习五：按照 IP-MAC 映射表中各个字段的要求，配置各项内容的值，组成一个正确的 IP-MAC映射表，然后发送到网络。

【实验步骤】

1.选中“协议格式”实验操作，选择实验栏目中相对应的协议选项，进入是实验界面；

2.根据实验要求，正确填写各项配置内容，然后点击'确认发送'按钮； 3.点击右下方的 ‘实验信息’按钮，就可进入实验结果查看界面，该界面中给出了刚才填写的各个数据包字段的值，并给出了正误评判结果，以及相应的注释；

4.回到 ‘练习’操作界面，修改配置结果错误的项，直到全部正确为止； 5．对照前述所配置的以太网 MAC 帧以及各个协议各个字段的值，找出网络中实际传送时MAC 帧以及各个协议中各项内容的顺序与对应的值。

【实验结论】

每个练习的实验结果分别如下所示： （1）Ethernet协议配置实验结果

（2）IPv4协议配置实验结果

（3）TCP协议数据结构

（4）UDP协议数据结构

（5）IP-MAC物理地址映射表

【实验心得】

通过这次实验，我对以太网 （Ethernet）帧、TCP、UDP、IPV4、IP-MAC的结构有了初步的掌握，在联系了理论课上老师的讲解之后，理解了它们相应格式中每个字段的含义，并了解各种协议中数据的实际传送状况。这次的实验让我明白了理论知识的重要性以及和实际情况的联系，将帮助我更好的理论知识。