网络层协议分析
网络层协议介绍
网络层协议介绍网络层协议是计算机网络中的一种协议，主要负责实现分组交换和路由选择功能，为上层提供可靠的数据传输服务。
本文将详细介绍网络层协议的定义、功能、常见协议以及其在网络通信中的应用。
一、定义网络层协议是指在计算机网络中，负责将数据包从发送方传输到接收方的协议。
它位于网络协议栈的第三层，上层是传输层协议，下层是数据链路层协议。
网络层协议通过将数据包封装成分组，并为每个分组添加源地址和目的地址等信息，实现数据的可靠传输和路由选择。
二、功能1. 分组交换：网络层协议将数据包封装成分组，每个分组独立传输，从而实现了分组交换的功能。
这种方式相对于电路交换和报文交换更加灵活高效，能够更好地适应不同网络环境和传输需求。
2. 路由选择：网络层协议根据目的地址信息，选择最佳的传输路径，使数据能够快速准确地到达目的地。
路由选择算法可以根据各种因素，如距离、带宽、拥塞情况等，来确定最优路径，以提高网络传输的效率和可靠性。
3. 数据分段与重组：网络层协议可以将较大的数据包分段传输，然后在接收端进行重组。
这样可以提高数据传输的效率，并且能够更好地适应不同网络的传输能力和需求。
4. 差错检测与纠正：网络层协议可以通过添加校验和等机制，对数据包进行差错检测和纠正。
这样可以提高数据传输的可靠性，确保数据在网络中的正确传输。
三、常见协议1. IP协议：Internet协议（IP）是网络层协议中最重要的协议之一，它为互联网上的数据传输提供了基础。
IP协议负责将数据包从源主机传输到目的主机，通过IP地址来标识主机和网络，实现数据的路由选择和分组交换。
2. ICMP协议：互联网控制报文协议（ICMP）是IP协议的补充协议，主要用于在网络中传递控制消息和错误报告。
ICMP协议可以提供网络的健康状态信息，以及网络故障诊断和排除的功能。
3. ARP协议：地址解析协议（ARP）是一种用于将IP地址转换为物理地址的协议。
ARP协议通过查询本地网络上的ARP缓存表，实现IP地址与MAC地址的映射，从而实现数据包的正确传输。
网络层协议介绍
网络层协议介绍一、引言网络层协议是计算机网络中的重要协议之一，负责在不同主机之间进行数据传输和路由选择。
本文将详细介绍网络层协议的定义、功能、特点以及常用的网络层协议。
二、定义网络层协议是计算机网络中的一种协议，位于传输层之上，负责将数据包从源主机传输到目的主机。
它提供了一种在不同网络之间进行通信的方式，并负责选择最佳的传输路径。
三、功能1. 数据传输：网络层协议将数据包从源主机传输到目的主机。
它将数据包分成较小的片段，并在传输过程中重新组装这些片段，以确保数据的完整性和可靠性。
2. 路由选择：网络层协议通过路由选择算法选择最佳的传输路径。
它根据网络拓扑和网络负载等因素，选择具有最低延迟和最高带宽的路径，以提高数据传输效率。
3. 网络互连：网络层协议允许不同网络之间进行互连，实现跨网络的通信。
它将数据包从一个网络传输到另一个网络，并确保数据能够正确到达目的主机。
四、特点1. 无连接性：网络层协议是无连接的，即在传输数据之前不需要建立连接。
每个数据包都是独立传输的，它们可以按照不同的路径传输，不受先后顺序的限制。
2. 分组交换：网络层协议采用分组交换的方式进行数据传输。
它将数据包分成较小的片段，每个片段都带有目的主机的地址信息，以便在传输过程中进行路由选择。
3. 异构性：网络层协议支持不同类型的网络之间进行通信，如局域网、广域网、互联网等。
它能够处理不同网络之间的协议转换和数据格式转换等问题。
五、常用的网络层协议1. IP协议：IP（Internet Protocol）协议是互联网中最常用的网络层协议。
它负责将数据包从源主机传输到目的主机，并通过路由选择算法选择最佳的传输路径。
2. ICMP协议：ICMP（Internet Control Message Protocol）协议是IP协议的一个扩展协议。
它用于在网络中传输控制和错误信息，如网络不可达、主机不可达等。
3. ARP协议：ARP（Address Resolution Protocol）协议用于将IP地址转换为物理地址（MAC地址）。
网络层协议介绍
网络层协议介绍一、引言网络层协议是计算机网络体系结构中的重要组成部分，它负责实现数据包在网络中的传输和路由功能。
本协议旨在介绍网络层协议的基本概念、特点、功能和应用。
二、协议概述网络层协议是计算机网络中的第三层协议，位于传输层和数据链路层之间。
它的主要任务是将数据包从源主机传输到目标主机，并负责选择最佳的传输路径。
网络层协议在不同的网络环境中有不同的实现方式，常见的网络层协议有IP协议、IPX协议、OSPF协议等。
三、IP协议介绍IP（Internet Protocol）协议是最常用的网络层协议之一，它是基于互联网体系结构设计的。
IP协议的主要特点包括：1. IP地址：IP协议使用32位的IP地址来唯一标识网络中的主机和路由器。
IP 地址分为IPv4和IPv6两种格式，其中IPv4地址由四个8位字段组成，IPv6地址由八个16位字段组成。
2. 数据分组：IP协议将数据分为多个数据包进行传输，每个数据包包含源IP 地址、目标IP地址和数据内容等信息。
3. 路由选择：IP协议通过路由选择算法选择最佳的传输路径，以保证数据包能够快速、可靠地传输到目标主机。
四、IPX协议介绍IPX（Internetwork Packet Exchange）协议是Novell NetWare网络操作系统使用的网络层协议。
IPX协议的主要特点包括：1. 地址格式：IPX协议使用48位的MAC地址来唯一标识网络中的主机和路由器。
2. 数据分组：IPX协议将数据分为多个数据包进行传输，每个数据包包含源MAC地址、目标MAC地址和数据内容等信息。
3. 路由选择：IPX协议使用基于距离矢量的路由选择算法，通过比较路径的距离和质量来选择最佳的传输路径。
五、OSPF协议介绍OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种开放式的链路状态路由协议，用于在大型网络中选择最佳的传输路径。
OSPF协议的主要特点包括：1. 链路状态数据库：OSPF协议通过交换链路状态信息来构建网络拓扑图，并将其存储在链路状态数据库中。
实验二网络层ICMP协议分析
实验二网络层ICMP协议分析网络层ICMP协议（Internet Control Message Protocol）是一种在IP网络中进行错误报告和网络诊断的协议。
它主要用于在网络中传递控制消息，以便网络设备之间能够进行通信和故障排除。
ICMP协议主要由两个部分组成：ICMP消息和ICMP协议头。
ICMP消息用于在网络中传递不同类型的控制信息。
常见的ICMP消息类型包括错误报告、数据包丢失报告、时间戳请求和回应、回声请求和回应等。
其中，错误报告是最常见的一种ICMP消息类型，它用于报告由于网络故障或错误引起的问题。
例如，当发送的IP数据包无法到达目的地时，目的主机会发送一个ICMP错误报告给源主机，以通知其数据包的传输失败。
ICMP协议头位于IP数据包的头部，它包含了ICMP消息类型、代码、校验和等字段。
ICMP协议头中最重要的字段是类型和代码字段。
类型字段用于指示ICMP消息类型，而代码字段用于进一步细分ICMP消息的类型。
例如，类型字段为3，代码字段为1表示网络不可达的错误类型。
ICMP协议在网络中的应用非常广泛。
它提供了一种机制，使得网络设备能够向其他设备发送错误报告和网络诊断信息，从而确保网络的正常运行。
在网络故障排查过程中，ICMP协议经常被用于诊断网络连接问题。
例如，当一个主机无法与另一个主机通信时，可以使用ICMP协议发送回声请求消息，以测试两台主机之间的连通性。
另外，ICMP协议还可以用于网络性能测试。
通过发送时间戳请求和回应消息，可以测量网络的延迟和带宽。
这对于网络管理员来说是非常重要的，因为它可以帮助他们确定网络的质量并采取相应的优化措施。
总结起来，ICMP协议在网络层起着至关重要的作用。
它通过传递控制信息和错误报告，帮助网络管理员进行故障排除和网络性能优化。
它的灵活性和可扩展性使得其在互联网中得到广泛应用，成为网络通信和故障排查的重要工具。
网络层协议分析实验报告
工程类实验报告系：系： 计算机与信息计算机与信息 专业：专业：专业： 年级：年级：年级： 09 09级 姓名：姓名： 学号：学号：学号：********* 091154048 091154048 实验课程：实验课程：实验课程： 实验室号：实验室号：__田C 513____ C 513____ 实验设备号：实验设备号：实验设备号： 48 48 48 实验时间：实验时间：实验时间： 指导教师签字：指导教师签字： 成绩：成绩：成绩：实验二 网络层协议分析一、 实验目的和要求1．执行ping ping 和和tracert tracert 命令，命令，分析截获的ICMP ICMP 报文类型和报文类型和ICMP ICMP 报文格式，报文格式，理解ICMP ICMP 协议的作用。
协议的作用。
协议的作用。
2. 2. 使用使用使用 Ping Ping Ping 命令在两台计算机之间发送数据报，命令在两台计算机之间发送数据报，用Wireshark Wireshark 截获数据报，截获数据报，分析IP IP 数据报的格式，加深对数据报的格式，加深对IP IP 协议的理解。
协议的理解。
协议的理解。
3. 3. 使用使用Ping Ping 命令在两台计算机之间发送大于命令在两台计算机之间发送大于MTU MTU 的数据报，的数据报，验证分片过程，加深对IP IP 协议的理解。
协议的理解。
协议的理解。
二、实验原理1．ICMP 协议及PINT 和TRACERT 程序程序 2. IP 数据报格式数据报格式 3. IP 分片原理分片原理 三、实验设备与环境1. 实验设备和连接图下图所示，一台锐捷R1760 R1760 路由器连接路由器连接2 2 台台PC PC 机，分别命名为机，分别命名为机，分别命名为PC1PC1、、PC2PC2。
2. 2. 实验分组实验分组实验分组每二名同学为一组，每小组各自独立完成实验。
每二名同学为一组，每小组各自独立完成实验。
网络层协议介绍
网络层协议介绍一、协议背景网络层协议是计算机网络中的重要协议之一，负责处理数据包的路由和转发，确保数据的可靠传输。
本协议旨在介绍网络层协议的基本概念、功能和特点，以及常见的网络层协议的应用场景和优缺点。
二、协议概述网络层协议是计算机网络中的第三层协议，位于传输层和数据链路层之间。
它主要负责将数据包从源主机传输到目标主机，通过路由选择和转发等机制实现数据的可靠传输。
网络层协议的主要功能包括：寻址和标识、路由选择、拥塞控制、分段和重组等。
三、常见的网络层协议1. IPv4（Internet Protocol version 4）：IPv4是目前广泛应用的网络层协议，它使用32位地址来标识主机和网络，提供了寻址和路由选择功能。
然而，由于IPv4地址空间有限，导致地址耗尽和地址转换等问题。
2. IPv6（Internet Protocol version 6）：IPv6是IPv4的下一代协议，采用128位地址，解决了IPv4地址空间有限的问题。
IPv6还提供了更好的安全性和移动性支持，但由于IPv4网络的广泛应用，IPv6的推广和过渡仍面临一些挑战。
3. ICMP（Internet Control Message Protocol）：ICMP是一种与IP协议配合使用的网络层协议，用于传递网络错误和控制信息。
它可以用于网络故障排除、网络探测和路由选择等功能。
4. OSPF（Open Shortest Path First）：OSPF是一种用于内部网关协议（IGP）的网络层协议，主要用于在局域网或广域网中选择最短路径。
它具有快速收敛、可扩展性好等特点，常用于大规模网络中。
5. BGP（Border Gateway Protocol）：BGP是一种用于外部网关协议（EGP）的网络层协议，主要用于不同自治系统之间的路由选择。
BGP具有高度灵活性和可靠性，但也存在路由震荡和安全性问题。
四、网络层协议的应用场景1. 互联网通信：网络层协议在互联网中起到了关键作用，它通过路由选择和转发等机制，实现了互联网上各个主机之间的通信。
网络层协议实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解网络层协议的基本概念和作用；2. 掌握IP协议、ARP协议和RIP协议的基本原理和配置方法；3. 通过实验验证网络层协议在实际网络中的应用。
二、实验环境1. 实验设备：一台安装有Cisco Packet Tracer软件的PC机；2. 实验软件：Cisco Packet Tracer 7.3.1模拟器；3. 实验拓扑：实验拓扑结构如图1所示，包括三台路由器（R1、R2、R3）和三台主机（H1、H2、H3）。
图1 实验拓扑结构图三、实验内容1. IP协议分析实验（1）实验目的：了解IP协议的基本原理和配置方法。
（2）实验步骤：① 在R1、R2、R3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；② 在H1、H2、H3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；③ 使用Ping命令测试H1与H2、H3之间的连通性；④ 分析实验结果，验证IP协议在网络层的作用。
（3）实验结果与分析：通过实验，验证了IP协议在网络层中实现数据包的传输和路由功能。
当H1与H2、H3之间进行通信时，数据包会按照IP地址进行路由，最终到达目标主机。
2. ARP协议分析实验（1）实验目的：了解ARP协议的基本原理和配置方法。
（2）实验步骤：① 在R1、R2、R3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；② 在H1、H2、H3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；③ 在H1上配置MAC地址与IP地址的静态映射；④ 使用Ping命令测试H1与H2、H3之间的连通性；⑤ 分析实验结果，验证ARP协议在网络层的作用。
（3）实验结果与分析：通过实验，验证了ARP协议在网络层中实现IP地址与MAC地址的映射功能。
当H1与H2、H3之间进行通信时，数据包会通过ARP协议获取目标主机的MAC地址，从而实现数据包的传输。
3. RIP协议分析实验（1）实验目的：了解RIP协议的基本原理和配置方法。
（2）实验步骤：① 在R1、R2、R3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；② 在R1、R2、R3上配置RIP协议，使其相互通告路由信息；③ 在H1、H2、H3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；④ 使用Ping命令测试H1与H2、H3之间的连通性；⑤ 分析实验结果，验证RIP协议在网络层的作用。
计算机网络实验五网络层协议分析实验报告
南昌航空大学实验报告年月日课程名称：计算机网络与通信实验名称：网络层协议分析班级：学生姓名：邓佳威学号： 2212893107 指导教师评定：签名：一、实验目的分析ARP协议报文首部格式及其解析过程；分析ICMP报文格式和协议内容并了解其应用；分析IP报文格式、IP地址的分类和IP层的路由功能；分析TCP/IP协议中网络层的分片过程。
二、实验内容（一）ARP协议分析1.实验原理（1）ARP协议ARP（address resolution protocol）是地址解析协议的简称，在实际通信中，物理网络使用硬件地址进行报文传输，IP地址不能被物理网络所识别。
所以必须建立两种地址的映射关系，这一过程称为地址解析。
用于将IP地址解析成硬件地址的协议就被称为地址解析协议（ARP协议）。
ARP是动态协议，就是说这个过程是自动完成的。
在每台使用ARP的主机中，都保留了一个专用的内存区（称为缓存），存放最近的IP地址与硬件地址的对应关系。
一旦收到ARP应答，主机就将获得的IP地址和硬件地址的对应关系存到缓存中。
当发送报文时，首先去缓存中查找相应的项，如果找到相应项后，遍将报文直接发送出去；如果找不到，在利用ARP进行解析。
ARP缓存信息在一定时间内有效，过期不更新就会被删除。
（2）同一网段的ARP解析过程处在同一网段或不同网段的主机进行通信时，利用ARP协议进行地址解析的过程不同。
在同一网段内通信时，如果在ARP缓存中查找不到对方主机的硬件地址，则源主机直接发送ARP 请求报文，目的主机对此请求报文作出应答即可。
（3）不同网段的ARP解析过程位于不同网段的主机进行通信时，源主机只需将报文发送给它的默认网关，即只需查找或解析自己的默认网关地址即可。
（二）ICMP协议分析1.实验原理（1）ICMP协议ICMP（internet control message protocol）是因特网控制报文协议[RFC792]的缩写，是因特网的标准协议。
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（3）在IP报文封装中，ICMP的协议号是_______1____________。
（4）请画出IP报文的格式，并对相应字段做出简要说明。
系别
网络工程系
实验室
B404
实验时间
2012-03-07
1．实验名称
实验二网络层协议分析
2.实验目的
（1）全面掌握网络层协议IP、ICMP和ARP的协议规范
（2）通过Ping的参数设定，产生基于IP的ICMP报文，应用Ethereal软件进行分析
（3）分析IP的报文结构和IP分片的执行过程
（5）分析ICMP回显请求和回显应答的报文结构和执行过程
ping命令参数：
-t ping指定的计算机直到中断。ctrl+c停止
-a将地址解析为计算机名。
-n count发送count指定的echo数据包数。默认值为4。
-l length发送包含由length指定的数据量的echo数据包。
- f在数据包中发送“不要分段”标志。数据包就不会被路由上的网关分段。
类型
代码
标识
序列号
402
10.21.1.116
10.21.1.114
8
0
0x0200
0xa200
403
10.21.1.114
10.21.1.116
0
0
0x0200
0xa200
536
10.21.1.116
10.21.1.114
8
0
0x0200
0xa300Байду номын сангаас
537
10.21.1.114
10.21.1.116
（2）停止截获报文，粘贴相关截图，分析截获的结果，回答下列问题：
①截图：
②您截获到几个ICMP报文？分别属于哪种类型？
截获到八个ICMP报文，他们分别属于8回送请求和0回送应答类型。
③分析截获的ICMP报文，按照表3.1中要求的字段值填入。
表3.1ICMP报文分析
报文号
源IP
目标IP
ICMP报文格式
-k computer-list利用computer-list指定的计算机列表路由数据包。
-w timeout指定超时间隔，单位为毫秒。
destination-list指定要ping的远程计算机。
2）tracert命令格式：
tracert [-d] [-h maximum_hops] [-j computer-list] [-w timeout] target_name
-d指定不将地址解析为计算机名。
-h maximum_hops指定搜索目标的最大跃点数。
-j computer-list指定沿computer-list的稀疏源路由。
-w timeout每次应答等待timeout指定的微秒数。
target_name目标计算机的名称。
（2）判断一下ping命令中会出现哪些ICMP报文类型。
-i ttl将“生存时间”字段设置为ttl指定的值。
-v tos将“服务类型”字段设置为tos指定的值。
-r count在“记录路由”字段中记录传出和返回数据包的路由；
-s count指定count指定的跃点数的时间戳。
-j computer-list利用computer-list指定的计算机列表路由数据包。
5.实验过程及结果记录
任务1ICMP协议分析实验
（1）分别在PC1和PC2上运行Ethereal，开始截获报文，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”；在PC1上，以PC2为目标主机，在命令行窗口执行Ping命令；请写出执行的命令：___ping10.21.1.114_________
3.实验内容
（1）ICMP协议分析实验
（2）IP协议分析实验
（3）IP数据报分片实验
4.预习内容
（1）写出ping和tracert命令的格式和主要参数意义。
1）ping命令格式：
ping [-t] [-a] [-n count] [-l length] [-f] [-i ttl] [-v tos] [-r count] [-s count] [-j -Host list] | [-k Host-list] [-w timeout] destination-list
0
0
0x0200
0xa500
④分析在上表中哪个字段保证了回送请求报文和回送应答报文的一一对应，仔细体会Ping命令的作用。
序列号字段保证了回送请求报文和回送应答报文的一一对应；同时也让我们认识到ping命令的作用：它是用来检测网络的连通情况和分析网络速度，Ping本网网关或本网IP地址，这样的是为了检查硬件设备是否有问题，也可以检查本机与本地网络连接是否正常；Ping远程IP地址，这主要是检查本网或本机与外部的连接是否正常。
IP选项：主要用于额外的控制和测试。
填充：作用是保证数据报首部的长度4字节对齐，如果IP选项的长度是4字节的整数倍，则要在其后面添加若干比特的0。
（5）简要说明IP报文的分片过程。
IP分片和完整IP报文差不多拥有相同的IP头，ID域对于每个分片都是一致的，这样才能在重新组装的时候识别出来自同一个IP报文的分片。在IP头里面，16位识别号唯一记录了一个IP包的ID，具有同一个ID的IP分片将会重新组装；而13位片偏移则记录了某IP片相对整个包的位置；而这两个表中间的3位标志则标志着该分片后面是否还有新的分片。这三个标志就组成了IP分片的所有信息，接受方就可以利用这些信息对IP数据进行重新组织。
0 3 4 7 8 15 16 31
版本
首部长度
服务类型
总长度
标识
标志
片偏移量
源IP地址
目的IP地址
IP选项
填充
数据
版本：用于表示IP协议的版本；
总长度：描述了整个数据包的长度；
服务类型：规定了对数据的处理方式；
标识：用来表示主机所发送的每一条数据；
标志和片偏移量：对数据包的分片和重组进行控制；
源IP地址和目的IP地址：表示数据包最初发送方和最终接收方的IP地址；
0
0
0x0200
0xa300
659
10.21.1.116
10.21.1.114
8
0
0x0200
0xa400
660
10.21.1.114
10.21.1.116
0
0
0x0200
0xa400
774
10.21.1.116
10.21.1.114
8
0
0x0200
0xa500
775
10.21.1.114
10.21.1.116