计算机网络实验2012指导书..doc

实验一 以太网链路层帧格式分析实验 实验二 IP 协议分析实验 实验三 ARP 协议分析实验 实验四 TCP 协议分析实验 实验五 HTTP 协议分析实验 1. 数据链路层协议分析 TCP/IP 协议栈分为四层，从下往上依次为网络接口层、网际层、传输层和应用层，而网 络接口层没有专门的协议，而是使用连接在 Internet 网上的各通信子网本身所固有的协议。 如以太网 （Ethernet）的802.3 协议、令牌环网 （TokenRing）的802.5 协议、分组交换网的X.25 协议等。 目前Ethernet 网得到了广泛的应用，它几乎成为局域网代名词。因此，这一部分将对以 太网链路层的帧格式和 802.1Q 帧格式进行分析验证，使学生初步了解TCP/IP 链路层的主要协议以及这些协议的主要用途和帧结构。 1.1 以太网链路层帧格式分析实验 1．以太网简介 IEEE 802 参考模型把数据链路层分为逻辑链路控制子层 （LLC，Logical Link Control） 和介质访问控制子层 （MAC，Media Access Control）。与各种传输介质有关的控制问题都放 在MAC 层中，而与传输介质无关的问题都放在LLC 层。因此，局域网对LLC 子层是透明的，只有具体到MAC 子层才能发现所连接的是什么标准的局域网。 IEEE 802.3 是一种基带总线局域网，最初是由美国施乐 （Xerox ）于1975 年研制成功的，并以曾经在历史上表示传播电磁波的以太 （Ether）来命名。1981 年，施乐公司、数字设备公司（Digital）和英特尔（Intel）联合提出了以太网的规约。1982 年修改为第二版，即DIX Ethernet V2，成为世界上第一个局域网产品的规范。这个标准后来成为IEEE 802.3 标准的基础。 在 802.3 中使用1 坚持的CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ）协议。现在流行的以太网的MAC 子层的帧结构有两种标准，一种是802.3 标准， 另一种是DIX Ethernet V2 标准。 图14 802.3 和Ethernet V2 MAC 帧结构 图14 画出了两种标准的MAC 帧结构。它们都是由五个字段组成。MAC 帧的前两个 字段分别是目的地址字段和源地址字段，长度是2 或6 字节。但在IEEE 802.3 标准规定对 10Mb/s 的基带以太网则使用6 字节的地址字段。 两种标准的主要区别在于第三个字段 （2 字节）。在 802.3 标准中，这个字段是长度字段，它指后面的数据字段的字节数，数据字段就是 LLC 子层交下来的 LLC 帧，其最小长度 46字节，最大长度 1500 字节。在Ethernet V2 标准中，这个字段是类型字段，它指出LLC 层使用的协议类型。由于数据字段的最大长度为1500 字节，因此，以太网V2 标准中将各种协议的代码规定为大于 1500 的数值，这样就不至于发生误解，并借此实现兼容。最后一个字段是一个长度为4 字节的帧校验序列FCS，它对前四个字段进行循环冗余 （CRC）校验。 为了使发送方和接收方同步，MAC 帧在总线上传输时还需要增加7 个字节的前同步码 字段和 1 字节的起始定界符 （它们是由硬件生成的），其中前同步码是 1 和0 的交替序列， 供接收方进行比特同步之用；紧跟在前同步码之后的起始定界符接收方一旦接 收到两个连续的 1 后，就知道后面的信息就是MAC 帧了。需要注意的是前同步码、起始定 界符和MAC 帧中的FCS 字段在网卡接收MAC 帧时已经被取消，因此，在截获的数据报中 看不到这些字段。 注意：由于802.3 标准在MAC 帧中封装802.2 帧，相比Ethernet V2 增加了 8 个字节的开销，而且实践表明，这样做过于繁琐，使得其在实际中很少得到使用。因此，本节实验中重点分析Ethernet V2 MAC 帧格式，802.3MAC 帧不作具体讨论。 2．实验环境与说明 （1）实验目的 了解EthernetV2 标准规定的MAC 帧结构，初步了解TCP/IP 的主要协议和协议的层次结构。 （2）实验设备和连接 实验设备和连接图如图15 所示，一台锐捷S2126G 交换机连接了2 台PC 机，分别命 名为PC1、PC2，交换机命名为Switch。