实验二数据链路层协议分析
实验2 地址解析协议ARP
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4.掌握 ARP 请求和应答的实现方法5.掌握 ARP 缓存表的维护过程2 学时该实验采用网络结构二物理地址是节点的地址，由它所在的局域网或者广域网定义。
物理地址包含在数据链路层的帧中。
物理地址是最低一级的地址。
物理地址的长度和格式是可变的，取决于具体的网络。
以太网使用写在网络接口卡(NIC)上的 6 字节的标识作为物理地址。
物理地址可以是单播地址 (一个接收者) 、多播地址 (一组接收者) 或者广播地址 (由网络中的所有主机接收) 。
有些网络不支持多播或者广播地址，当需要把帧发送给一组主机或者所有主机时，多播地址或者广播地址就需要用单播地址来摹拟。
在互联网的环境中仅使用物理地址是不合适的，因为不同网络可以使用不同的地址格式。
因此，需要一种通用的编址系统，用来惟一地标识每一台主机，而不管底层使用什么样的物理网络。
逻辑地址就是为此目的而设计的。
目前 Internet 上的逻辑地址是 32 位地址，通常称为 IP 地址，可以用来标识连接在 Internet 上的每一台主机。
在 Internet 上没有两个主机具有同样的 IP 地址。
逻辑地址可以是单播地址、多播地址和广播地址。
其中广播地址有一些局限性。
在实验三中将详细介绍这三种类型的地址。
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。
主机发送一个数据包到另一台主机时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逻辑地址来识别的，这个地址是在全世界范围内是惟一的。
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物理地址来识别的，其范围限于本地网络中。
物理地址和逻辑地址是两种不同的标识符。
这就意味着将一个数据包传递到一个主机或者路由器需要进行两级寻址：逻辑地址和物理地址。
需要能将一个逻辑地址映射到相应的物理地址。
数据链路层实验报告
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后 10 日内。
教务处制
实验目的与要求：
一、 实验目的
1、理解各种不同数据链路层协议的原理 2、熟悉并掌握各种不同数据链路层协议的性能
二、 实验要求
1. 根据所给各种协议的源代码，分析与理解各种协议的原理与算法思想。 2. 相同参数情况下，运行各种协议，得到各种协议的性能。 3. 对于协议 5，6，分别给定不同的负载、丢包率及校验和失败情况，对比两种协议的性能。
数据处理分析：
实验结论： 1. 当所有数据相同时，协议 6 的传输相率是最好的 2. 当协议 5 和协议 6 的丢包率都较低时，俩者的传输效率相差不大 3. 当协议 5 和协议 6 的负载都很大时，协议 6 的传输效率明显较高。
指导教师批阅意见：
成绩评定：
指导教师签字： 年 月 日 备注：
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
./protocol5 100000 40 2 10 7 0 ./protocol5 100000 40 20 10 7 0 6 ./protocol6 100000 40 0.2 10 7 0 ./protocol6 100000 40 2 10 7 0 ./protocol6 100000 40 20 10 7 0 5 ./protocol5 100000 40 20 0.2 7 0 ./protocol5 100000 40 20 2 7 0 ./protocol5 100000 40 20 20 7 0 6 ./protocol6 100000 40 20 0.2 7 0 ./protocol6 100000 40 20 2 7 0 ./protocol6 100000 40 20 20 7 0
实验二数据链路层协议分析
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。
三实验环境四实验流程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，IEEE 802 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。
主要协议分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着计算机网络技术的飞速发展，网络协议作为计算机网络通信的基础，扮演着至关重要的角色。
为了更好地理解网络协议的工作原理和功能，我们开展了主要协议分析实验。
本实验旨在通过分析常用网络协议的报文格式和工作机制，加深对网络协议的理解。
二、实验目的1. 熟悉常用网络协议的报文格式和工作机制。
2. 掌握网络协议分析工具的使用方法。
3. 培养网络故障排查和问题解决能力。
三、实验环境1. 实验设备：PC机、网线、Wireshark软件。
2. 实验网络：局域网环境，包括路由器、交换机、PC等设备。
四、实验内容本实验主要分析以下协议：1. IP协议2. TCP协议3. UDP协议4. HTTP协议5. FTP协议五、实验步骤1. IP协议分析（1）启动Wireshark软件，选择合适的抓包接口。
（2）观察并分析IP数据报的报文格式，包括版本、头部长度、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间、协议、头部校验和、源IP地址、目的IP地址等字段。
（3）分析IP分片和重组过程，观察TTL值的变化。
2. TCP协议分析（1）观察TCP数据报的报文格式，包括源端口号、目的端口号、序号、确认号、数据偏移、标志、窗口、校验和、紧急指针等字段。
（2）分析TCP连接建立、数据传输、连接终止的过程。
（3）观察TCP的重传机制和流量控制机制。
3. UDP协议分析（1）观察UDP数据报的报文格式，包括源端口号、目的端口号、长度、校验和等字段。
（2）分析UDP的无连接特性，观察UDP报文的传输过程。
4. HTTP协议分析（1）观察HTTP请求报文和响应报文的格式，包括请求行、头部字段、实体等。
（2）分析HTTP协议的请求方法、状态码、缓存控制等特性。
（3）观察HTTPS协议的加密传输过程。
5. FTP协议分析（1）观察FTP数据报的报文格式，包括命令、响应等。
（2）分析FTP的文件传输过程，包括数据传输模式和端口映射。
网络协议分析实验报告
f、HTTP: 超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。
图1
2、分析数据链路层协议
（1）、在：PC1的“运行”对话框中输入命令“91.1,单击“Enter”按钮；
如下图2所示：
图2
（2）、在本机上运行wireshark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”；如下图3所示：
（1）在PC1 两台计算机上执行如下命令，清除ARP 缓存：
ARP –d
（2）在PC1 两台计算机上执行如下命令，查看高速缓存中的ARP 地址映射表
的内容：
ARP –a
（3）在PC1 上运行 Ethereal 截获报文，为了截获和实验内容有关的报文， Ethereal 的Captrue Filter 设置为默认方式；
答：这个帧由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 字节的数据字段组成。缺少了7 字节的前导符、1 字节的帧首定界和4 字节的帧尾校验字段。因为7字节的前导符，其作用是用来使接收端的适配器在接受MAC帧时能迅速调整其时钟频率，使它和发送端实现位同步。1字节的帧首定界前六位的作用和前同步码一样，后两个1表示数据就要来了。还有4字节的FCS用来快速检验帧有没出现比特差错。这三部分用过后都会在适配器上被丢弃，不会提交给上一层。因此我们抓的包中没有这些信息。
实验二-使用wireshark分析arp协议
计算机网络实验报告年级：姓名：学号：___________实验日期:_________________________实验名称：实验二：利用Wireshark分析ARP协议一、实验项目名称及实验项目编号ARP协议学习与分析二、课程名称及课程编号计算机网络三、实验目的和要求实验目的：通过本实验使学生：1．学习ARP协议的工作原理以及ARP分组格式；2．学习使用WireShark对ARP协议进行分析。
实验要求：实验结果分析报告名称：实验一 ARP协议实验结果分析_姓名.doc四、实验原理Wireshark介绍Wireshark 是网络包分析工具。
网络包分析工具的主要作用是尝试捕获网络包，并尝试显示包的尽可能详细的情况。
网络包分析工具是一种用来测量有什么东西从网线上进出的测量工具，Wireshark 是最好的开源网络分析软件。
Wireshark的主要应用如下：（1）网络管理员用来解决网络问题（2）网络安全工程师用来检测安全隐患（3）开发人员用来测试协议执行情况（4）用来学习网络协议（5）除了上面提到的，Wireshark还可以用在其它许多场合。
Wireshark的主要特性（1）支持UNIX和Windows平台（2）在接口实时捕捉包（3）能详细显示包的详细协议信息（4）可以打开/保存捕捉的包（5）可以导入导出其他捕捉程序支持的包数据格式（6）可以通过多种方式过滤包（7）多种方式查找包（8）通过过滤以多种色彩显示包（9）创建多种统计分析五、实验内容1．了解数据包分析软件Wireshark的基本情况；2．安装数据包分析软件Wireshark；3．配置分析软件Wireshark；4．对本机网卡抓数据包；5．分析各种数据包。
六、实验方法及步骤1．Wireshark的安装及界面（1）Wireshark的安装（2）Wireshark的界面启动Wireshark之后，主界面如图：主菜单项：主菜单包括以下几个项目:File包括打开、合并捕捉文件，save/保存,Print/打印,Export/导出捕捉文件的全部或部分。
选择重传协议实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解选择重传协议（SR）的基本原理和特点；2. 理解选择重传协议与GBN协议的区别；3. 通过实验验证选择重传协议在实际网络环境中的性能。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.73. 网络模拟器：Mininet三、实验原理选择重传协议（SR）是一种数据链路层协议，用于解决GBN协议中累计确认导致的批量重传问题。
SR协议允许接收方仅对出错的帧进行确认，从而减少网络资源的浪费，提高数据传输效率。
四、实验步骤1. 构建实验拓扑结构：使用Mininet创建一个简单的网络拓扑，包括发送方、接收方和交换机；2. 编写实验代码：使用Python编写选择重传协议的发送方和接收方代码；3. 配置实验参数：设置发送方窗口大小、接收方窗口大小、数据帧大小、确认帧间隔等参数；4. 运行实验：启动网络模拟器，运行实验代码，观察实验结果；5. 分析实验结果：分析实验数据，评估选择重传协议的性能。
五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）发送方窗口大小为5，接收方窗口大小为3，数据帧大小为100字节，确认帧间隔为1秒；（2）实验过程中，发送方共发送了10个数据帧，接收方成功接收了8个数据帧；（3）实验过程中，共发生4次重传，其中3次为单个帧重传，1次为批量重传。
2. 实验分析：（1）选择重传协议在实际网络环境中表现良好，与GBN协议相比，减少了批量重传的情况，提高了数据传输效率；（2）发送方窗口大小和接收方窗口大小对实验结果有较大影响，适当增大窗口大小可以进一步提高传输效率；（3）数据帧大小和确认帧间隔也会影响实验结果，需要根据实际情况进行优化。
六、实验结论1. 选择重传协议在实际网络环境中具有较好的性能，可以有效解决GBN协议中批量重传的问题；2. 实验结果表明，通过调整发送方窗口大小、接收方窗口大小、数据帧大小和确认帧间隔等参数，可以进一步提高选择重传协议的性能；3. 选择重传协议在实际应用中具有较高的研究价值和实用价值。
计算机网络实验 第2章 数据链路层实验
采用总线型或星形拓扑。由于以太网是基于共享总线的广播类型的网络，
所以当网络中有两个或两个以上站点同时发送数据时将引起冲突，因此以 太网使用CSMA/CD协议作为媒体控制协议解决冲突问题。
CSMA/CD协议的基本原理是：站点发送数据前先监听信道，信道 空闲时发送数据；在发送数据过程中持续监听信道，如果监听到冲 突信号则立即停止发送数据；同时发送强化冲突信号，以使网络中 正在发送数据的其它站点能够监听到冲突。
PPP帧格式如图所示
2．PPPoE
PPP协议不适于广播类型的以太网和另外一些多点访问类型的网络，于是 产生了PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）。它为使用桥接以太 网的用户提供了一种宽带接入手段，同时还能提供方便的接入控制和计费。 每个接入用户均建立一个独一无二的PPP会话。会话建立前PPPoE必须通过 发现协议获取远端访问集中器的MAC地址。
第2章 数据链路层实验
实验三： 集线器与交换机的对比试验
3.1
背景知识
1．冲突域与广播域 冲突域：共享信道的传输机制决定了在网络中只能有一个站点发送数据 。如果两个或两个以上站点同时发送数据将发生冲突。虽然以太网在 MAC层采用CSMA/CD协议有效地降低了冲突的可能性，但是由于传播时 延的存在以及多个站点同时监听到信道空闲等情况的存在，冲突仍会发生 。所谓冲突域是指在该域内某一时刻只能有一个站点发送数据，如果两个 站点同时发送数据会引起冲突，则这两个站点处于同一个冲突域内。 广播域：以太网是广播网络，采用共享信道的传输机制来传输数据。在 以太网中，一个站点向所有站点发送数据的传输过程称为广播，这一过程 中传输的数据帧称为广播帧。在以太网中，能够接收到任意站点发送的广 播帧的所有站点的集合称为一个广播域。
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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
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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
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，IEEE 802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。
帧类型/长度(TYPE/LEN):该字段的值大于或等于0 X 0800时，表示上层数据使用的协议类型。
例如0 X 0806表示ARP请求或应答，0X 0800表示IP协议。
该字段的值小于0 X 0800时表示以太网用户数据的长度字段，上层携带LLC-PDU
数据字段：这是一个可变长度字段，用于携带上层传下来的数据。
帧校验FCS:以太网采用32位CRC冗余校验。
校验范围是目的地址、源地址、长度/类型、数据字段。
4、LLC-PDU 部分
该字段的值小于0 X 0800时表示以太网用户数据的长度字段，说明数据字段
携带LLC-PDU。
i
三种LLC帧的控制位：信息帧、监控帧和无编号帧。
下图表示了LLC三类帧的控制字段的比较
信息帧：
N （S）:是发送帧的序列号。
N （R）:是接收帧的序列号。
P/F:是POLL/FINAL轮旬/终止位。
SS:是监控帧类型指示。
标识监控帧的具体类型，即：RR （接收就绪）、RNR（接收未就绪）和REJ （拒绝）。
MM-MMM无编号帧的修饰段，定义发送无编号帧的具体类型
六实验步骤
步骤一：运行ipconfig 命令
1、在Windows的命令提示符界面中输入命令：ipconfig /all ，如图2.1-4 所示，会显示本机的网络信息。
2、观察运行结果，获得本机的以太网地址。
步骤二：编辑LLC 信息帧并发送
打开协议编辑软件，在工具栏选择“添加”，会弹出“协议模版”的对话框,
如图2.1-5所示，在“选择生成的网络包”下拉列表中选择“ LLC 协议模版”，
建立一个LLC 帧;
2、在“协议模版”对话框中点击“确定”按钮后，会出现新建立的数据帧，此时 在协议编
辑软件的各部分会显示出该帧的信息，如图
2.1-6 所示。
数据包列表区中显示：新帧的序号（为0）、概要信息； 协议树中显示以太网MAC 层协议； 数据包编辑区中显示新帧各字段的默认值； 十六进制显示区中显示新帧对应的十六进制信息。
1、
團2.1 4荻取本地的MAC 地址
3、 编辑LLC 帧
如图2.1-7所示，在数据包编辑区中编辑该帧，具体步骤为:
填写“目的物理地址”字段； 方法一：手工填写。
方法二：选择“地址本”中主机B 的IP 地址，确定后即可填入主机B 的MAC 地 址。
4、数据包编辑区与十六进制显示区是联动的， 选中数据包编辑区中的某一字段， 该字段对
应的十六进制值会相应地改变颜色， 观察十六进制显示区中该帧的信息。
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图2.1-6新建的LLC 01J
5、 点击工具栏或菜单栏中的“发送”，在弹出的“发送数据包”对话框上选中
“循环发送”，填入发送次数，选择“开始”按钮，即可按照预定的数目发送该帧。
6、在主机B 的网络协议分析软件一端，点击工具栏内的“开始”按钮，对数据 帧进行捕获，按“结束”按钮停止捕获。
捕获到的数据帧会显示在页面中，可以 选择两种视图对捕获到的数据帧进行分析，会话视图和协议视图，如图
2.1-9所
示的会话视图可以清楚的看到捕获数据包的分类统计结果：
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R ■卄斗卜“ QO-LW i ma 在本例中，选择发送10次，如图2.1-8 所示。