基于UDP传输协议的网络时延仿真研究

计算机网络实验1_传输时延与传播时延的比较

实验一 传输时延与传播时延的比较 一、实验名称: 传输时延与传播时延的比较 二、实验目的 1.深入理解传输时延与传播时延的概念以及区别 2.掌握传输时延与传播时延的计算方法 三、实验环境 1.运行Windows Server 2003/XP操作系统的PC机一台。 2.java虚拟机,分组交换Java程序 10km 1mbps 100bytes 0.840ms 10km 512kbps 500bytes 7.849ms 10km 1mbps 1kbytes 15.669ms 10km 10mbps 1bytes 0.840ms 10km 100mbps 1bytes 0.120ms 100km 1mbps 100bytes 0.440ms 1000km 1mbps 100bytes 3.660ms 10km 10mbps 1kbytes 1.160ms 100km 100mbps 1kbytes 0.440ms 100km 100mbps 100bytes 0.370ms 1000km 100mbps 500bytes 3.620ms

100km 100mbps 500bytes 0.400ms 1000km 512mbps 500bytes 11.389ms 1000km 1mbps 500bytes 7.579ms 1000km 10mbps 500bytes 3.980ms 1000km 1mbps 100bytes 4.379ms 1000km 1mbps 1kbytes 11.597ms 1000km 512mbps 1kbytes 19.199ms 1000km 10mbps 1kbytes 4.379ms 1000km 100mbps 1kbytes 3.660ms 10km 512mbps 1kbytes 15.669ms 10km 512mbps 100bytes 1.600ms 10km 1mbps 500bytes 4.040ms 10km 10mbps 500bytes 0.440ms 10km 100mbps 500bytes 0.080ms 1000km 512kps 100bytes 5.139ms 100km 512kps 100bytes 1.920ms 100km 1mbps 100bytes 1.160ms 100km 1mbps 500bytes 4.359ms 100km 10mbps 500bytes 0.760ms 100km 100mbps 500bytes 0.400ms 100km 10mbps 100bytes 0.440ms 100km 10mbps 1kbytes 1.160ms 100km 100mbps 1kbytes 0.440ms 100km 512kps 1kbytes 15.989ms 100km 512kps 500bytes 8.169ms 五、实验结果分析 1、当Rate和Packet一定时,length越长,时延越长。 2当length和Packet size 一定时,Rate越大时延就越小当 3length和Packet size 一定时,Rate越大时延就越小。 由于所设参数不同,注意有许多种组合,在发送端还没有结束传播过程时分组的头部已到达接收端。

网络协议分析与仿真

****** 网络协议分析与仿真 课程设计报告书 院系名称:计算机学院实验内容:网络流量分析学生姓名:*** 专业名称:网络工程班级:**** 学号:********* 时间:20**年**月**日

网络协议分析与仿真课程设计报告 网络流量分析 一、课程设计目的 加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解; 掌握流量分析工具的使用,学习基本的流量分析方法。 二、课程设计内容 流量分析 工具:Wireshark(Windows或Linux),tcpdump(Linux) 要求:使用过滤器捕获特定分组;用脚本分析大量流量数据(建议用perl)。 内容:Web流量分析 清除本机DNS缓存,访问某一网站主页,捕获访问过程中的所有分组,分析并回答下列问题(以下除1、3、8、11外,要求配合截图回答): (1)简述访问web页面的过程。 (2)找出DNS解析请求、应答相关分组,传输层使用了何种协议,端口号是多少? 所请求域名的IP地址是什么? (3)统计访问该页面共有多少请求IP分组,多少响应IP分组?(提示:用脚本编程实现) (4)找到TCP连接建立的三次握手过程,并结合数据,绘出TCP连接建立的完整过程,注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设置。 (5)针对(4)中的TCP连接,该TCP连接的四元组是什么?双方协商的起始序号是什么?TCP连接建立的过程中,第三次握手是否带有数据?是否消耗了一个 序号? (6)找到TCP连接的释放过程,绘出TCP连接释放的完整过程,注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。 (7)针对(6)中的TCP连接释放,请问释放请求由服务器还是客户发起?FIN报文段是否携带数据,是否消耗一个序号?FIN报文段的序号是什么?为什么是 这个值? (8)在该TCP连接的数据传输过程中,找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系,计算这些数据报文段的往返时延RTT(即RTT样本值)。根据课本 200页5.6.2节内容,给每一个数据报文段估算超时时间RTO。(提示:用脚本 编程实现) (9)分别找出一个HTTP请求和响应分组,分析其报文格式。参照课本243页图6-12,在截图中标明各个字段。

(完整word版)传输时延计算

从通信原理可以知道:电路交换方式是在用户开始通信前,先申请建立一条从发送端到接收端的物理信道,并且在双方通信期间始终占用该信道。时延是评价网络性能的重要参数,对于一些实时性业务,如IP电话、会议电视等,过大的时延有时会导致业务无法正常开通。 时延按帧转发方式分为存储转发(S&F)和比特转发2种方式,目前MSTP 上均采用存储转发方式。对于存储转发方式,时延是指输入帧最后一位到达输入端口到该帧第一位出现在输出端口的时间间隔。一个端到端的时延主要由串行时延、传播时延和处理时延3个部分组成。 在低带宽时,串行时延对端到端时延的影响最大。 a)串行时延是指一个帧或信元在它能被处理之前完全被一个收端节点接收所需要的时间。比如MAC帧必须等CRC全部接收后才能被处理。MAC帧最小为64 Byte,采用100 Mbit/s以太网链路传输时,串行时延为51.2 ms;MAC帧最长为1 518 Byte,采用100 Mbit/s以太网链路传输时,串行时延为1.214 4 ms。可见,串行时延和传输速率成反比,速率越高,接收一个完整帧的时间越短,同时,串行时延也和帧长有关,帧越长,时延越大。 b)传播时延是指信号在传输介质中从发端到收端所需的时间,它和传输距离以及传输介质有关。例如光在单模光纤中的传播速度大约为200 000 km/s(即0.005 ms/km),因此传播时延等于光缆长度×0.005 ms/km (5 us/km)。光纤越长,传播时延越长。

c)处理时延是指信号经过光-电-光设备时,从入设备到出设备所需时间,对于MSTP设备,处理时延包括SDH的处理时延以及以太网的处理时延。根据YD/T 974-1998,SDH的处理时延对于VC12级别,应小于125 us,对于VC4级别,应小于50 us。以太网的处理时延根据以太网板CPU的处理能力不同而不同。 因此,一个端到端的时延应该是串行时延、传播时延以及处理时延之和。随着传输速度的提高,串行时延变得不那么重要了,时延主要表现在传播时延以及处理时延上。可以看出,时延和带宽、距离都有关系,不同的网络结构会有不同的时延。时延包括处理时延,因此,在进行时延测试的时候,系统或设备的负荷情况也是一个值得考虑的问题,系统或设备的负荷不同,测得的时延也不同。一般情况下,只测试负荷为吞吐量90%情况下的时延,即在非拥塞情况下的时延。另外,由于MSTP封装以太网可以采用虚级联,VC通过不同的路径,在收端重组,也需要一定的时延,因此,建议配置VC的时候,尽量安排在同一路径,以减少时延。测试时需采用7种典型的字节长度来进行测试,测试时间为10 s。

常用无线通信协议

常用无线通信协议 目前使用较广泛的近距无线通信技术有蓝牙(Bluetooth),无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外线数据传输(IrDA).此外,还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准,分别是ZigBee,超宽频,短距通信,WiMedia,GPS,DECT,无线1394和专用无线系统等。 蓝牙(Bluetooth)技术 蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它以低成本的短距离无线连接为基础,可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。蓝牙技术的实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口,将通信技术与计算机技术进一步结合起来,使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段,提供1Mbps的传输速率和10m 的传输距离。 优势:⑴全性高。蓝牙设备在通信时,工作的频率是不停地同步变化的,也就是跳频通信。双方的信息很难被抓获,防止被破解或恶意插入欺骗信息。⑵于使用。蓝牙技术是一项即时技术,不要求固定的基础设施,且易于安装和设置。 不足:⑴通信速度不高。蓝牙设备的通信速度较慢,有很多的应用需求不能得到满足。⑵传输距离短。蓝牙规范最初为近距离通信而设计,所以他的通信距离比较短,一般不超过10m。 Wi-Fi(无线高保真)技术 无线宽带是Wi-Fi的俗称。所谓Wi-Fi就是IEEE 802.11b的别称,它是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s,电波的覆盖范围可达200m左右。 优势:⑴覆盖广。其无线电波的覆盖范围广,穿透力强。可以方便地为整栋大楼提供无线的宽带互联网的接入。⑵速度高。Wi-Fi技术的传输速度非常快,通信速度可达300Mb/s,能满足用户接入互联网,浏览和下载各类信息的要求。 不足:安全性不好。由于Wi-Fi设备在通信中没有使用跳频等技术,虽然使用了加密协议,但还是存在被破解的隐患。 IrDA(红外线数据协会)技术 IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术,是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。 IrDA 的主要优点是无需申请频率的使用权,因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。此外,红外线发射角度较小,传输上安全性高。IrDA的不足在于它是一种视距传输,两个相互通信的设备之间必须对准,中间不能被其它物体阻隔,因而该技术只能用于 2 台(非多台)设备之间的连接。 优势:⑴无需申请频率的使用权,因此红外线通信成本低廉。⑵移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用。⑶外线发射角度较小,传输上安全性高。 不足:IrDA是一种视距传输,两个相互通信的设备之间必须对准,中间不能被其它物体阻隔,因而只用于两台设备之间连接。ZigBee(紫蜂)技术 ZigBee使用2.4 GHz 波段,采用跳频技术。它的基本速率是250kb/s,当降低到28kb/s 时,传输范围可扩大到134m,并获得更高的可靠性。另外,它可与254个节点联网。 优势:⑴功耗低。在低耗电待机模式下,两节普通5号干电池可使用6个月以上。⑵成本低。因ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以成本很低。⑶网络容量大。每个ZigBee网络最多可支持255个设备。⑷作频段灵活。使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧)及915MHz(美),均为免执照频段。 不足:⑴数据传输速率低。只有10kb/s~250kb/s,专注于低传输应用。⑵有效范围小。有效覆盖范围为10~75m之间,具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定,基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。 UWB(超宽带)技术 UWB(Ultra Wideband)是一种无线载波通信技术,利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB 有可能在10 m 范围内,支持高达110 Mb/s的数据传输率,不需要压缩数据,可以快速、简单、经济地完成视频数据处理。 特点:⑴系统复杂度低,发射信号功率谱密度低,对信道衰落不敏感,载货能力低。⑵定位精度高,相容性好,速度高。⑶成本低,功耗低,可穿透障碍物。近距离无线传输 NFC(近距离无线传输)技术 NFC采用了双向的识别和连接。在20cm 距离内工作于13.56MHz 频率范围。NFC现已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络,为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi 设备提供一个“虚拟连接”,使电子设备可以在短距离范围进行通讯。 特点:NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程,使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚,不用再听到各种电子杂音。NFC 通过在单一设备上组合所有的身份识别应用和服务,帮助解决记忆多个密码的麻烦,同时也保证了数据的安全保护。此外NFC 还可以将其它类型无线通讯(如Wi-Fi 和蓝牙)“加速”,实现更快和更远距离的数据传输。

计算机网络习题答案(谢希仁版)

第一章概述 1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务 答:连通性和共享 1-02 简述分组交换的要点。 答:(1)报文分组,加首部 (2)经路由器储存转发 (3)在目的地合并 1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。 答:(1)电路交换:端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。 (2)报文交换:无须预约传输带宽,动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高,通信迅速。 (3)分组交换:具有报文交换之高效、迅速的要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。 1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革 答:融合其他通信网络,在信息化过程中起核心作用,提供最好的连通性和信息共享,第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。 1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段请指出这几个阶段的主要特点。 答:从单个网络APPANET向互联网发展;TCP/IP协议的初步成型 建成三级结构的Internet;分为主干网、地区网和校园网; 形成多层次ISP结构的Internet;ISP首次出现。 1-06 简述因特网标准制定的几个阶段 答:(1)因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是RFC 文档。 (2)建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为RFC 文档。 (3)草案标准(Draft Standard) (4)因特网标准(Internet Standard) 1-07小写和大写开头的英文名字internet 和Internet在意思上有何重要区别 答:(1)internet(互联网或互连网):通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。;协议无特指 (2)Internet(因特网):专用名词,特指采用TCP/IP 协议的互联网络 区别:后者实际上是前者的双向应用 1-08 计算机网络都有哪些类别各种类别的网络都有哪些特点 答:按范围:(1)广域网WAN:远程、高速、是Internet的核心网。 (2)城域网:城市范围,链接多个局域网。 (3)局域网:校园、企业、机关、社区。 (4)个域网PAN:个人电子设备 按用户:公用网:面向公共营运。专用网:面向特定机构。 1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么 答:主干网:提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信

中软吉大网络协议仿真教学实验系统(参考答案)资料

网络协议仿真教学系统实验教材参考答案

目录 实验一以太网帧的构成 (1) 实验二地址解析协议ARP (2) 实验三网际协议IP (4) 实验四Internet控制报文协议ICMP (8) 实验五Internet组管理协议IGMP (10) 实验六用户数据报协议UDP (11) 实验七传输控制协议TCP (13) 实验八简单网络管理协议SNMP (15) 实验九动态主机配置协议DHCP (17) 实验十域名服务协议DNS (19) 实验十一网络地址转换NAT (21) 实验十二应用层协议-1:超文本传输协议HTTP (22) 实验十三应用层协议-2:TELNET与FTP (24) 实验十四应用层协议-3:邮件协议SMTP 、POP3 、IMAP (29) 实验十五应用层协议—4:NetBIOS应用及SMB/CIFS协议 (32) 实验十六路由协议—1:路由信息协议RIP (35) 实验十七路由协议-2:开放式最短路径优先协议OSPF (39) 实验十八网络攻防-1:ARP地址欺骗 (42) 实验十九网络攻防-2:ICMP重定向 (43) 实验二十网络攻防-3:TCP与UDP端口扫描 (43) 实验二十一网络攻防-4:路由欺骗 (45) 实验二十二网络故障分析-1:冲突与网络广播风暴 (46) 实验二十三网络故障分析-2:路由环与网络回路 (47)

实验一以太网帧的构成 练习一:编辑并发送LLC帧 4. ●参考答案 ●参考答案 这一字段定义为长度或类型字段。如果字段的值小于1518,它就是长度字段,用于定义下面数据字段的长度;另一方面,如果字段的值大于1536,它定义一个封装在帧中的PDU分组的类型。 练习二:编辑并发送MAC广播帧 5.参考答案 该地址为广播地址,作用是完成一对多的通信方式,即一个数据帧可发送给同一网段内的所有节点。 练习四:理解MAC地址的作用 3.参考答案 【思考问题】 1.参考答案 出于厂商们在商业上的激烈竞争,IEEE的802委员会未能形成一个统一的、

常用网络通信协议简介

常用网络通信协议简介 常用网络通信协议 物理层: DTE(Data Terminal Equipment):数据终端设备 DCE(Data Communications Equipment):数据电路端接设备 #窄宽接入: PSTN ( Public Switched Telephone Network )公共交换电话网络 ISDN(Integrated Services Digital Network)ISDN综合业务数字网 ISDN有6种信道: A信道 4khz模拟信道 B信道 64kbps用于语音数据、调整数据、数字传真 C信道 8kbps/16kbps的数字信道,用于传输低速数据 D信道 16kbps数字信道,用于传输用户接入信令 E信道 64kbps数字信道,用于传输内部信令 H信道 384kbps高速数据传输数字信道,用于图像、视频会议、快速传真等. B代表承载, D代表Delta. ISDN有3种标准化接入速率: 基本速率接口(BRI)由2个B信道,每个带宽64kbps和一个带宽16kbps的D信道组成。三个信道设计成2B+D。 主速率接口(PRI) - 由很多的B信道和一个带宽64Kbps的D信道组成,B信道的数量取决于不同的国家: 北美和日本: 23B+1D, 总位速率1.544 Mbit/s (T1) 欧洲,澳大利亚:30B+2D,总位速率2.048 Mbit/s (E1) FR(Frame Relay)帧中继

X.25 X.25网络是第一个面向连接的网络,也是第一个公共数据网络. #宽带接入: ADSL:(Asymmetric Digital Subscriber Line)非对称数字用户环路 HFC(Hybrid Fiber,Coaxial)光纤和同轴电缆相结合的混合网络 PLC:电力线通信技术 #传输网: SDH:(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字体系 DWDM:密集型光波复用(DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing)是能组合一组光波长用一根光纤进行传送。这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。更确切地说,该技术是在一根指定的光纤中,多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距,以便利用可以达到的传输性能(例如,达到最小程度的色散或者衰减)。 #无线/卫星: LMDS:(Local Multipoint Distribution Services)作区域多点传输服务。这是一种微波的宽带业务,工作在28GHz附近频段,在较近的距离双向传输话音、数据和图像等信息。 GPRS:(General Packet Radio Service)通用分组无线服务技术。 3G:(3rd-generation,3G)第三代移动通信技术 DBS:(Direct Broadcasting Satellite Service)直播卫星业务 VAST: 协议:RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5等。 RS-232:是个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(Electronic Industries

TCPIP协议分析实验报告2

TCP/IP协议分析及应用实验报告 学号:姓名:班级: 实验项目编号:B03862702 实验项目名称:网际协议IP 一、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 二、实验环境: Windows server 2003 TCP/IP协议分析及应用教学实验平台 三、实验原理(或要求): IP报文格式 IP数据报是由IP首部加数据组成的。IP首部的最大长度不超过60字节。 IP IP分片 链路层具有最大传输单元(MTU)这个特性,它限制了数据帧的最大长度。不同的网络类型都有一个上限值。以太网通常是1500字节。如果IP层有数据包要传输,而数据包的长度超过了MTU,那么IP层就要对数据包进行分片操作。使每一片长度都小于MTU。 IP首部中“16位标识”、“3位标志”和“13位片偏移”包含了分片和重组所需的信息。另外,当数据被分片后,每个片的“16位总长度” 值要改为该片的长度值。

IP路由表 大部分网络层设备都存储着一张记录路由信息的表格,称为路由表。它由许多条项目组成。网络层设备收到数据报后,根据其目的IP地址查找路由表确定数据报传输的最佳路径(下一跳)。然后利用网络层的协议重新封装数据报,利用下层提供的服务把数据报转发出去。路由表的项目一般含有五个基本字段:目的地址、网络掩码、下一跳地址、接口、度量。路由表按如下顺序匹配:直接交付->特定主机交付->特定网络交付->默认交付 路由选择过程 路由选择模块从IP处理模块接收到IP分组后,使用该分组的目的IP地址同路由表中的每一个项目按特定的顺序(按照前面介绍的“路由表匹配顺序”)查找匹配项,当找到第一个匹配项后就不再继续寻找了,这样就完成了路由选择过程。 匹配路由表项的方法是将IP地址与路由表中的一个项目的“子网掩码”进行按位“与”操作,然后判断运算结果是否等于该项目的“目的地址”,如果等于,则匹配成功,否则,匹配失败。 四、实验步骤: 练习三:IP数据报分片 在主机B上使用“MTU工具”设置以太网端口的MTU为800字节(两个端口都设置)。主机A、B、E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)。 在主机A上,执行命令ping -l 1000 172.16.0.2。 主机A、E停止捕获数据。主机E如下图所示,重新定义过滤条件(取一个ICMP数据包,按照其上层协议IP的Identification字段设置过滤)。

网络协议分析及仿真课程设计报告书

郵電大學 网络协议分析与仿真 课程设计报告书 院系名称:计算机学院实验容:网络流量分析学生姓名: 专业名称:网络工程班级: 学号:

时间:2012年12月15日

网络协议分析与仿真课程设计报告 网络流量分析 一、课程设计目的 加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解; 掌握流量分析工具的使用,学习基本的流量分析法。 二、课程设计容 流量分析 ?工具:Wireshark(Windows或Linux),tcpdump(Linux) ?要求:使用过滤器捕获特定分组;用脚本分析大量流量数据(建议用perl)。?容:Web流量分析 清除本机DNS缓存,访问某一主页,捕获访问过程中的所有分组,分析并回答下列问题(以下除1、3、8、11外,要求配合截图回答): (1)简述访问web页面的过程。 (2)找出DNS解析请求、应答相关分组,传输层使用了种协议,端口号是多少?所请求域名的IP地址是什么? (3)统计访问该页面共有多少请求IP分组,多少响应IP分组?(提示:用脚本编程实现) (4)找到TCP连接建立的三次握手过程,并结合数据,绘出TCP连接建立的完整过程,注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设

置。 (5)针对(4)中的TCP连接,该TCP连接的四元组是什么?双协商的起始序号是什么?TCP连接建立的过程中,第三次握手是否带有数据?是否 消耗了一个序号? (6)找到TCP连接的释放过程,绘出TCP连接释放的完整过程,注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。 (7)针对(6)中的TCP连接释放,请问释放请求由服务器还是客户发起? FIN报文段是否携带数据,是否消耗一个序号?FIN报文段的序号是什 么?为什么是这个值? (8)在该TCP连接的数据传输过程中,找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系,计算这些数据报文段的往返时延RTT(即RTT样 本值)。根据课本200页5.6.2节容,给每一个数据报文段估算超时时 间RTO。(提示:用脚本编程实现) (9)分别找出一个HTTP请求和响应分组,分析其报文格式。参照课本243页图6-12,在截图中标明各个字段。 (10)访问同一的不同网页,本次访问中的TCP连接是否和上次访问相同? (与上次页面访问时间间隔不能过长,可连续访问,分别分析。)(11)请描述HTTP协议的持续连接的两种工作式。访问这些页面(同一的不同页面)的过程中,采用了哪种式?(参考课本241页) 三、设计与实现过程

网络控制系统的时延估算及补偿

网络控制系统的时延估算及补偿 摘要:在网络控制系统中,由于带宽等原因,各个节点在交换数据和通信时会出现时延,导致系统性能下降甚至不稳定。通过时延预估的方法,运用时间戳法估算出时延,将时间戳法和Smith预估补偿控制相结合。通过仿真可观察到比较稳定的输出响应。关键词:网络时延;时间戳法;预估补偿;Smith预估器 在网络控制系统中,传感器、控制器和执行器通过网络交换数据时,由于带宽和数据流量变化不规则等原因,会出现网络拥塞等现象,导致节点与节点间的信息交换出现时间延迟。这种由于网络介入而使控制系统的信息传输产生的时延,称为网络时延。网络时延的产生使得系统控制品质降低,甚至导致系统的不稳定。网络时延由几个部分组成[1]:(1)传感器节点采集数据以及处理数据所需要的时间。(2)传感器节点竞争发送权等待的时间和传感器数据在网络中的传输时间。(3)控制器节点计算控制量、处理数据所需要的时间。(4)控制器节点竞争发送权等待的时间和控制量在网络中的传输时间。(5)执行器节点处理数据所需要的时间。通常,为研究方便,将设备时延和通信时延合并考虑,即传感器到控制器时延τksc和控制器到执行器时延τkca。则网络控制系统的时延为τk=τksc+τkca。1 时延的计算方法网络控制系统由于时延的存在,会给系统的稳定性带来影响。预估控制可以对网络系统的时延进行预先计算,然后对下一步控制做出修正以补偿时延所带来的影响。假设传感器采用时间驱动,控制器与执行器采用事件驱动。则G(s)为不包含纯滞后的被控对象的传递函数,C(s)为控制器,D(s)为干扰信号。。系统传递函数为:有多种方法可估算出τksc和τkca值,例如往返时延动态估计法、平均窗口法[2]、均值法等。本文采用时间戳法对时延进行估计[3]。所谓时间戳法就是将数据产生的时间和数据一起发送出去。在网络间传输的数据包中既有数据信息,也有时间信息。在网络控制系统中,传感器把测量值及其时间放在一个数据包中,使得控制器在收到测量值的同时也得到了时间戳,并将该时戳值与本地时钟比较,很容易计算出时延值。2 时延补偿由于时延会给系统的稳定性和控制指标带来一系列影响,可以使用预估控制算法对系统进行修正,补偿时延带来的影响。比较流行的算法有预估模型算法控制、广义预测控制[6]、内模控制[7]等。本文运用Smith补偿算法,将Smith预估器加入网络控制系统中[8]。 从仿真图中看出,在网络环境下加入史密斯预估器,对时延进行补偿,无论系统里是否有随机干扰,都可使输出响应较为稳定。在网络控制系统中,时延的存在会降低控制的品质,甚至会使系统瘫痪。本文将时间戳法和Smith预估补偿法结合起来,运用时间戳法来估算时延。通过仿真,得到的响应较为稳定。由此,只要采用适合的网络时延动态补偿器,并对网络进行补偿,网络控制系统是可以实现稳定的。

网络协议大全

网络协议大全 在网络的各层中存在着许多协议,它是定义通过网络进行通信的规则,接收方的发送方同层的协议必须一致,否则一方将无法识别另一方发出的信息,以这种规则规定双方完成信息在计算机之间的传送过程。下面就对网络协议规范作个概述。 ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议 它是用于映射计算机的物理地址和临时指定的网络地址。启动时它选择一个协议(网络层)地址,并检查这个地址是否已经有别的计算机使用,如果没有被使用,此结点被使用这个地址,如果此地址已经被别的计算机使用,正在使用此地址的计算机会通告这一信息,只有再选另一个地址了。 SNMP(Simple Network Management P)网络管理协议 它是TCP/IP协议中的一部份,它为本地和远端的网络设备管理提供了一个标准化途径,是分布式环境中的集中化管理的重要组成部份。 AppleShare protocol(AppleShare协议) 它是Apple机上的通信协议,它允许计算机从服务器上请求服务或者和服务器交换文件。AppleShare可以在TCP/IP协议或其它网络协议如IPX、AppleTalk上进行工作。使用它时,用户可以访问文件,应用程序,打印机和其它远程服务器上的资源。它可以和配置了AppleShare协议的任何服务器进行通信,Macintosh、Mac OS、Windows NT和Novell Netware都支持AppleShare协议。 AppleTalk协议 它是Macintosh计算机使用的主要网络协议。Windows NT服务器有专门为Macintosh服务,也能支持该协议。其允许Macintosh的用户共享存储在Windows NT文件夹的Mac-格式的文件,也可以使用和Windows NT连接的打印机。Windows NT共享文件夹以传统的Mac文件夹形式出现在Mac用户面前。Mac 文件名按需要被转换为FAT(8.3)格式和NTFS文件标准。支持MAc文件格式的DOS和Windows客户端能与Mac用户共享这些文件。 BGP4(Border Gateway Protocol Vertion 4)边界网关协议-版本4 它是用于在自治网络中网关主机(每个主机有自己的路由)之间交换路由信息的协议,它使管理

计算机网络上机实验报告____网络协议仿真教学系统实验教材参考答案(通用)要点

网络协议仿真教学系统实验教材参考答案 目录

实验一以太网帧的构成 (1) 实验二地址解析协议ARP (2) 实验三网际协议IP (4) 实验四Internet控制报文协议ICMP (8) 实验五Internet组管理协议IGMP (10) 实验六用户数据报协议UDP (11) 实验七传输控制协议TCP (13) 实验八简单网络管理协议SNMP (15) 实验九动态主机配置协议DHCP (17) 实验十域名服务协议DNS (19) 实验十一网络地址转换NAT (21) 实验十二应用层协议-1:超文本传输协议HTTP (22) 实验十三应用层协议-2:TELNET与FTP (24) 实验十四应用层协议-3:邮件协议SMTP 、POP3 、IMAP (29) 实验十五应用层协议—4:NetBIOS应用及SMB/CIFS协议 (32) 实验十六路由协议—1:路由信息协议RIP (35) 实验十七路由协议-2:开放式最短路径优先协议OSPF (39) 实验十八网络攻防-1:ARP地址欺骗 (42) 实验十九网络攻防-2:ICMP重定向 (43) 实验二十网络攻防-3:TCP与UDP端口扫描 (43) 实验二十一网络攻防-4:路由欺骗 (45) 实验二十二网络故障分析-1:冲突与网络广播风暴 (46) 实验二十三网络故障分析-2:路由环与网络回路 (47)

实验一以太网帧的构成 练习一:编辑并发送LLC帧 4. ●参考答案 ●参考答案 这一字段定义为长度或类型字段。如果字段的值小于1518,它就是长度字段,用于定义下面数据字段的长度;另一方面,如果字段的值大于1536,它定义一个封装在帧中的PDU分组的类型。 练习二:编辑并发送MAC广播帧 5.参考答案 该地址为广播地址,作用是完成一对多的通信方式,即一个数据帧可发送给同一网段内的所有节点。 练习四:理解MAC地址的作用 3.参考答案 【思考问题】 1.参考答案 出于厂商们在商业上的激烈竞争,IEEE的802委员会未能形成一个统一的、

网络协议与分析课后习题讲解

第一章 1、异构网络互连的问题是什么?试举例说明。 举例来说,用户A可以通过接入使用以太网技术的校园网,与另外一个使用电话点对点拨号上网的用户B之间进行邮件通信,同时还和一个坐在时速300公里的高铁上的使用WCDMA手机进行3G上网的用户C进行QQ聊天。但问题的关键在于,这些采用不同技术的异构网络之间存在着很大差异:它们的信道访问方式和数据传送方式不同,其帧格式和物理地址形式也各不相同。 2、请描述图1-2中,用户A和用户C进行QQ聊天似的数据转换和传输过程。 用户A的主机将发送的邮件数据先封装到IP数据包中,在封装到以太帧中,发送到其接入的以太网中,并到达路由器R1。 路由器R1从以太帧中提取IP数据包,根据目标IP地址选择合适的路径,再将其封装成SDH 帧,转发到因特网主干网中,经过因特网主干网中若干路由器的选路和转发,到达路由器R3 路由器R3从SDH帧中提取IP数据包,转换成WCDMA帧,发送到3G网络中,到达用户C的主机。 用户C的主机提取出IP数据包,最总交付到上层的邮件应用程序,显示给用户C。 3、TCP/IP协议族中的协议主要有哪些?请列举出协议的名称并查找其对应的最新RFC编号。 768 UDP 用户数据报协议 791 IP Internet协议 792 ICMP 网际控制报文协议 793 TCP 传输控制协议 826 ARP 地址解析协议 959 FTP 文件传输协议

4、画出TCP/IP模型和OSI模型之间的层次对应关系,并举例TCP/IP模型中各层次上的协议。 应用层:应用层对应OSI模型的上面三层。应用层是用户和网络的接口,TCP/IP简化了OSI的会话层和表示层,将其融合到了应用层,使得通信的层次减少,提高通信的效率。应用层包含了一些常用的、基于传输层的网络应用协议,如Telnet、DNS、DHCP、FTP、SMTP、POP3、HTTP、SNMP、RIP、BGP等。 传输层:传输层位于IP层之上,为两台主机上的应用程序提供端到端的通信服务。目前,应用最广泛的传输层协议是TCP和UDP。 网络层:网络层又称为网际层、互联网层或IP层,是TCP/IP模型的关键部分。该层主要完成IP数据包的封装、传输、选路和转发,使其尽可能到达目的主机。该层包括的协议主要有IP、ARP、RARP、ICMP和IGMP,其中,IP协议是网络层的核心。网络接口层:网络接口层对应OSI模型中的物理层和数据链路层,只要底层网络技术和标准支持数据帧的发送和接收,就可以作为TCP/IP的网络接口,包括前面提到的各种局域网、城域网、广域网技术,如以太网、电话拨号、3G网络等。 5、例举出某一个具体网络通信过程中的多路复用和多路分解过程,并说明…… 多路复用是指多个上层协议复用同一层底层协议数据包 多路分解是指从底层协议数据包解封数据 第二章 1、简述HDLC是什么?有什么应用? 是什么: 高级数据链路控制(High-Level Data Link Control, HDLC)协议是由ISO标准化组织制定的一个面向比特的同步数据链路层协议。它是由IBM的同步链路控制(Synchronous Data Link Control,SDLC)协议发展而来的。 HDLC协议提供了面向连接和无连接两种服务;它既可以工作在点到点线路方式,也可以工作在点到多点线路方式。HDLC协议不依赖于任何一种字符编码集;数据报文可透明传输;既支持半双工,也支持全双工通信,有较高的数据链路传输效率;所有帧采用了流量控制和差错控制,传输可靠性高;传输控制与处理分离,具有较大的灵活性。 应用: 广泛应用于数据通信领域、X.25网络、帧中继网络以及作为数据链路层协议连接服务

1传输时延与传播时延

计算机网络设计实验报告 09012211 孙磊 实验一:传输时延与传播时延的比较 实验目的 1. 深入理解传输时延与传播时延的概念以及区别 2. 掌握传输时延与传播时延的计算方法 实验步骤 1、熟悉实验环境 实验之前先了解链路长度、链路传输速率和分组长度。链路长度可以分为1000km、100km、10km,速率可分为1Mb/s、10Mb/s、100Mb/s,分组长度可选择100B、 500B、1Kb。 2、设置参数 Length = 1000km, Rate = 1Mbps, Packet size = 100 Bytes 设定好各个参数之后按“Start”键,分组即开始传输。图中显示链路长度为1000km、传输速率为1 Mb/s,分组长度为100B,发送端开始通过链路传输分组。

可看出发送方将整个分组传输到链路上用时0.800ms,该时间长度即为传输时延,然后整个分组开始在链路中传输。分组中的一个比特从发送方出发到达接收方所需要的时间为传播时延。 3、设置参数Length = 100km,Rate = 1Mbps, Packet size = 100 Bytes 此时该分组的第一个比特到达接受方时最后一个比特还没有从发送方传输出来。 4、设置参数Length = 1000km,Rate = 10Mbps, Packet size = 100 Bytes 与上面3的情况相反,是链路长度较长而传输速率较低的情况。 实验结果分析 由于所设参数不同,有许多种组合,链路长度较长时,分组长度表现较短,传输时延和传播时延不变。传输速度越大,分组长度表现不变,传输时延和传播时延都变小。数据包越大,分组长度表现越大,传输时延变大,传播时延不变。

三种常见的局域网通信协议

三种常见的局域网通信协议 各种网络协议都有所依赖的操作系统和工作环境,同样的通信协议在不同网络上运行的效果不一定相同。所以,组建网络时通信协议的选择尤为重要。无论是Windows 95/98对等网,还是规模较大的Windows NT、Novell或Unix/Xenix局域网,组建者都遇到过如何选择和配置网络通信协议的问题。我们在选择通信协议时应遵循3个原则:所选协议要与网络结构和功能相一致;尽量只选择一种通信协议;注意协议不同的版本具有不尽相同的功能。 局域网中常用的3种通信协议 NetBEUI协议:这是一种体积小、效率高、速度快的通信协议。在微软公司的主流产品中,如Windows 95/98和Windows NT,NetBEUI已成为固有的缺省协议。NetBEUI是专门为几台到百余台电脑所组成的单网段小型局域网而设计的,不具有跨网段工作的功能,即NetBEUI不具备路由功能。如果一个服务器上安装多块网卡,或采用路由器等设备进行两个局域网的互联时,不能使用NetBEUI协议。否则,在不同网卡(每一块网卡连接一个网段)相连的设备之间,以及不同的局域网之间将无法进行通信。虽然NetBEUI存在许多不尽人意的地方,但它也具有其他协议所不具备的优点。在3种常用的通信协议中,NetBEUI占用内存最少,在网络中基本不需要任何配置。 NetBEUI中包含一个网络接口标准NetBIOS,是IBM公司在1983年开发的一套用于实现电脑间相互通信的标准。其后,IBM公司发现NetBIOS存在着许多缺陷,于1985年对其进行了改进,推出了NetBEUI通信协议。随即,微软公司将NetBEUI作为其客户机/服务器网络系统的基本通信协议,并进一步进行了扩充和完善。最有代表性的是在NetBEUI中增加了叫做SMB(服务器消息块)的组成部分。因此,NetBEUI协议也被人们称为SMB协议。 IPX/SPX及其兼容协议:这是Novell公司的通信协议集。与NetBEUI的明显区别是:IPX/SPX比较庞大,在复杂环境下有很强的适应性。因为IPX/SPX在开始就考虑了多网段的问题,具有强大的路由功能,适合大型网络使用。当用户端接入NetWare服务器时,IPX/SPX 及其兼容协议是最好的选择。但在非Novell网络环境中,一般不使用IPX/SPX。尤其在Windows NT网络和由Windows 95/98组成的对等网中,无法使用IPX/SPX协议。 IPX/SPX及其兼容协议不需要任何配置,它可通过网络地址来识别自己的身份。Novell 网络中的网络地址由两部分组成:标明物理网段的网络ID和标明特殊设备的节点ID。其中网络ID集中在NetWare服务器或路由器中,节点ID即为每个网卡的ID号(网卡卡号)。所有的网络ID和节点ID都是一个独一无二的内部IPX地址,正是由于网络地址的惟一性,才使IPX/SPX具有较强的路由功能。 在IPX/SPX协议中,IPX是NetWare最底层的协议,它只负责数据在网络中的移动,并不保证数据是否传输成功,也不提供纠错服务。IPX在负责数据传送时,如果接收节点在同一网段内,就直接按该节点的ID将数据传给它;如果接收节点是远程的,数据将交给NetWare服务器或路由器中的网络ID,继续数据的下一步传输。SPX在整个协议中负责对所传输的数据进行无差错处理,所以IPX/SPX也叫做Novell的协议集。 Windows NT中提供了两个IPX/SPX的兼容协议,NWLink SPX/SPX兼容协议和NWLink NetBIOS,两者统称为NWLink通信协议。NWLink协议是Novell公司IPX/SPX协议在微软公司网络中的实现,它在继承IPX/SPX协议优点的同时,更加适应微软公司的操作系统和

计算机网络协议仿真实验

【实验六TCP传输控制协议】 【实验目的】 1、掌握TCP协议的工作原理; 2、理解TCP协议的通信过程。 【实验学时】 4学时 【实验类型】 综合型 【实验内容】 1、理解TCP首部中各字段的含义及作用; 2、理解三次握手的过程; 3、能够分析TCP协议的建立连接、会话和断开连接的全过程; 4、学会计算TCP校验和的方法; 5、了解TCP的标志字段的作用。 【实验原理】 TCP协议是面向连接的、端到端的可靠传输协议,它支持多种网络应用程序。TCP必须解决可靠性,流量控制的问题,能够为上层应用程序提供多个接口,同时为多个应用程序提供数据,TCP也必须能够解决通信安全性的问题。 1、TCP的封装 20字节20字节 图6-1 TCP的封装 2、TCP首部格式: 各字段含义: 16位源端口号和16位目的端口号:端口号通常也称为进程地址。 32位序号:序号用来标识从TCP发送端向TCP接收端发送的数据字节流。 32位确认序列号:表示一个准备接收包的序列号。

4位首部长度:首部长度指出了首部中32 bit字的数目。正常的TCP首部长度是20字节。6个标志字段:U R G 紧急指针;A C K 确认序号;P S H 推标志;R S T 重建连接;S Y N 同步序号;F I N 结束标志。 16位窗口:TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的滑动窗口大小来提供,窗口大小为字16位检验和:检验和字段覆盖了TCP首部和TCP数据。TCP检验和的计算方法和UDP检验和的计算方法一样,计算时需要考虑伪报头。 16位紧急指针:URG标志置1时紧急指针才有效。 1161732 图6-2TCP分组格式示意图 【实验步骤】 注意:本实验要求服务器端启动TELNET服务。 练习一:运行netstat命令 1、在浏览器的地址栏输入:https://www.360docs.net/doc/ff1452990.html,,在命令行下输入: netstat -n 回车。 2、观察TCP状态,记录Local Address、Foreign Address和State。 3、在浏览器的地址栏输入:https://www.360docs.net/doc/ff1452990.html,,在命令行下输入: netstat -n 回车。 4、观察TCP状态,记录Local Address、Foreign Address和State。 5、再开一个命令行窗口,输入:telnet https://www.360docs.net/doc/ff1452990.html,, 6、观察TCP状态,记录Local Address、Foreign Address和State。 7、三次记录有什么不同,为什么? 8、使用带其他参数的netstat命令,查看网络状态。例如: netstat –a netstat –b 练习二:利用仿真编辑器编辑并发送TCP数据包

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