网络层协议分析
TCP IP网络协议分析实验报告
TCP/IP网络协议分析实验一、实验目的1. 通过实验，学习和掌握TCP/IP协议分析的方法及其相关工具的使用；2. 熟练掌握 TCP/IP体系结构；3. 学会使用网络分析工具；4. 网络层、传输层和应用层有关协议分析。
二、实验类型分析类实验三、实验课时2学时四、准备知识1.Windows 2003 server 操作系统2.TCP/IP 协议3.Sniffer工具软件五、实验步骤1.要求掌握网络抓包软件Wireshark。
内容包括：●捕获网络流量进行详细分析●利用专家分析系统诊断问题●实时监控网络活动●收集网络利用率和错误等2.协议分析（一）：IP协议，内容包括：●IP头的结构●IP数据报的数据结构分析3.协议分析（二）：TCP/UDP协议，内容包括：●TCP协议的工作原理●TCP/UDP数据结构分析六、实验结果1.IP协议分析：（1）工作原理：IP协议数据报有首部和数据两部分组成，首部的前一部分是固定长度，共20字节，是IP数据报必须具有的。
首部分为，版本、首部长度、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间、协议、首部检验和、源地址、目的地址、可选字段和数据部分（2）IPV4数据结构分析：2.TCP协议分析：（1）工作原理：TCP连接是通过三次握手的三条报文来建立的。
第一条报文是没有数据的TCP报文段，并将首部SYN位设置为1。
因此，第一条报文常被称为SYN分组，这个报文段里的序号可以设置成任何值，表示后续报文设定的起始编号。
连接时不能自动从1开始计数，选择一个随机数开始计数可避免将以前连接的分组错误地解释为当前连接的分组。
（2）TCP数据结构分析第一次握手：第二次握手：第三次握手：3.UDP协议分析：（1）工作原理：与我们所熟悉的TCP一样，UDP协议直接位于IP的顶层。
根据OSI(开放系统互联)参考模型，UDP和TCP都属于传输层协议。
UDP的主要作用是将网络数据流量压缩成数据报的形式。
计算机网络传输协议分析
计算机网络传输协议分析计算机网络作为现代社会不可或缺的一部分，其运作离不开网络传输协议。
网络传输协议是计算机网络中数据传输的规则和约定，它负责确保数据的可靠传输和正确处理。
本文将对计算机网络传输协议进行深入分析，以便更好地理解和应用该技术。
一、传输层协议的基本概念计算机网络传输层协议是网络协议中的重要部分，主要负责端到端的数据传输和处理。
在网络中，传输层协议可以通过使用不同的传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）来满足不同的需求。
1. 传输控制协议（TCP）TCP是一种面向连接的协议，它提供可靠的数据传输和流量控制。
TCP使用三次握手建立连接，通过分段和重传机制来确保数据的可靠性。
此外，TCP还支持拥塞控制和流量控制，以避免网络拥塞和数据丢失。
2. 用户数据报协议（UDP）UDP是一种无连接的协议，它提供了一种简单的数据传输方式。
与TCP不同，UDP不会确保数据的可靠传输，而是快速地将数据发送到目标主机。
UDP适用于一些对传输速度要求较高、对可靠性要求较低的应用，如视频传输和实时游戏。
二、TCP协议的工作原理与特点TCP协议是最常用的传输协议之一，它具有以下工作原理和特点：1. 面向连接TCP在进行数据传输之前，会先通过三次握手建立连接。
首先，客户端发送SYN包给服务器，请求建立连接；然后，服务器收到SYN 包后，发送SYN-ACK包回应；最后，客户端再发送ACK包确认连接成功。
这种连接方式确保了数据传输的可靠性。
2. 可靠传输TCP通过序列号和确认应答机制来实现可靠传输。
发送端将数据进行分段，并为每个数据段分配一个序列号，接收端收到数据后，根据序列号进行确认，并发送确认应答给发送端。
如果发送端没有收到确认应答，将进行重传，直到接收端确认收到数据为止。
3. 拥塞控制TCP具有拥塞控制机制，以避免网络拥塞和数据丢失。
当网络拥塞时，TCP会适时地降低发送速率，以减少数据的丢失，并通过拥塞窗口来控制数据的发送。
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。
《网络协议分析》习题答案
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。
IEEE 802.11无线网络MAC层协议性能分析的开题报告
IEEE 802.11无线网络MAC层协议性能分析的开题报告一、选题背景和意义：IEEE 802.11协议是目前应用最广泛的无线局域网协议标准之一，其MAC层协议规定了无线电信道的访问机制和服务质量保证。
在实际应用中，由于各种因素的影响，如距离、速度、干扰等因素，会导致无线网络性能下降，并出现一系列问题，如数据包丢失、传输时延增加、吞吐量下降等。
因此，对IEEE 802.11无线网络MAC层协议进行性能分析，对于优化网络性能、提高网络效率、改善用户体验具有重要意义。
二、选题内容和研究思路：本文主要研究IEEE 802.11无线网络MAC层协议的性能分析方法和指标，采用网络模拟技术进行仿真实验，并分析和比较不同场景下无线网络性能表现。
具体内容和研究思路如下：1、国内外研究现状分析。
对IEEE 802.11协议的研究现状进行梳理和分析，包括国内外学者提出的相关研究成果、经典的MAC协议、性能指标等。
2、网络模拟技术与工具介绍。
介绍网络模拟技术及其在无线网络性能研究中的应用，以及常用的网络仿真工具，如NS2、NS3等，并对这些工具进行性能比较和评测。
3、性能指标定义和仿真场景设计。
根据IEEE 802.11协议规范，定义网络性能指标，包括传输时延、数据包丢失率、吞吐量等，设计不同场景的仿真实验，如网络拓扑结构、数据传输速率、节点密度等。
4、性能分析和对比实验。
利用网络仿真工具进行验证实验，分析不同场景下无线网络性能表现，比较不同MAC协议、调度算法和数据传输速率等对性能的影响，提高无线网络性能和服务质量。
5、结论和展望。
总结分析结果，得出结论，同时对未来无线网络性能研究进行展望和建议。
三、预期成果：通过本文的研究，可以深入了解IEEE 802.11无线网络MAC层协议的工作原理和性能指标，掌握网络模拟技术及其应用方法，选定适合的场景设计和仿真实验。
同时，本文将得出不同场景下无线网络性能的实验结果，并比较不同MAC协议、调度算法和数据传输速率等对性能的影响，提出优化无线网络性能和服务质量的方案和建议。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5. 实验过程及结果记录
任务1 ICMP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：___ping 10.21.1.114_________
（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3.1 ICMP报文分析
②截获了报文中哪几种ICMP报文？其类型码和代码各为多少？
截获了ICMP的回送请求报文，其类型码和代码各为：8,0
任务2 IP协议分析实验
（1）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，按要求回答问题
任取一个数据报，分析IP数据报头的格式，完成表3.2；
表3.2 IP协议报文分析
字段报文信息说明
版本 4 表示IP协议的版本
头长20 bytes 报文首部长度为20 bytes
服务类型0x00 规定了对数据包的处理格式
PC2 发送4500B 的数据报文：
Ping –-l 4500 –-n 2 PC2的IP地址
停止截获报文，分析截获的报文，回答下列问题：
①以太网的MTU是____1480_______。
②对截获的报文分析，将属于同一ICMP请求报文的分片找出来，主机PC1向主
机PC2发送的ICMP请求报文分成了___3________分片。
③若要让主机PC1向主机PC2发送的数据分为3个分片，则Ping命令中的报文
长度应为多大？为什么？
长度2953---4432 bytes都会分为3个分片。
因为MTU=1480，加上数据报首部，3片分片最大为4432bytes，最小为2953 bytes。
④将第二个ICMP请求报文的分片信息填入表3.3：
表3.3 ICMP请求报文分片信息
分片序号标识
(Identification) 标志(Flag) 片偏移
(Fragment Offset)
数据长度
13354 0x061e 0x02 0 1480 bytes 13355 0x061e 0x02 1480 1480 bytes 13356 0x061e 0x02 2960 1480 bytes
第11 页共11 页。