北航计算机网络实验网络层、传输层实验

ICMP报文格式和PingTest ICMP报文格式和PingTest 报文格式和
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北航计算机网络实验
网络层分片
为什么? 为什么
数据包大小超过
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北航计算机网络实验
网络层分片与重组
标志 DF：不要分片 ： 片偏移 分段在原数据中位置 MF：还有分片 ：
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北航计算机网络实验
实验内容
IP协议分析 IP协议分析 ARP协议分析 协议分析1 在同一网段内的ARP ARP解析过程 ARP协议分析1—在同一网段内的ARP解析过程 ARP协议分析 协议分析2 在不同网段间的ARP ARP解析过程 ARP协议分析2—在不同网段间的ARP解析过程 ICMP协议分析 ICMP协议分析 网络层分片实验
发送方： 算法（ 发送方：Nagle算法（尽量一次发送较大数据） 算法 尽量一次发送较大数据）
达到接收方缓冲区大小的一半的数据段再发送
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北航计算机网络实验
慢启动和拥塞避免
接收窗口（ 接收窗口（rwnd）的变化 ） 拥塞窗口（ 拥塞窗口（cwnd）的变化 ） 慢启动：按照指数函数增加cwnd 慢启动：按照指数函数增加 拥塞避免：按照线性函数增加cwnd 拥塞避免：按照线性函数增加 门限值（ 门限值（ssthresh） ）
滑动窗口－ 滑动窗口－发送窗口变化
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北航计算机网络实验
糊涂窗口综合症
含义 接收方通告了一个小的窗口 发送方发送少量的数据 导致传输效率降低 解决方案 接收方不通告小窗口： 接收方不通告小窗口：推迟确认
接收方能处理连接建立时它通知最大数据段大小， 接收方能处理连接建立时它通知最大数据段大小，或 者它的缓冲区有1/2 1/2为空时通告 者它的缓冲区有1/2为空时通告
特点
无连接 不需要建立连接
不可靠的
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北航计算机网络实验
UDP协议分析 UDP协议分析
软件介绍
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北航计算机网络实验
UDP协议分析 UDP协议分析
UDP协议分析组网 协议分析组网
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北航计算机网络实验
实验内容
TCP协议基本分析实验 协议基本分析实验 TCP拥塞控制实验 拥塞控制实验 UDP协议分析实验 协议分析实验 TCP编程实验 课程（一） 编程实验 课程（
IP:1.1.1.2
MAC: 00e0.1234.5678
ARP 应答
同一网段的ARP解析实例 同一网段的ARP解析实例 ARP
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北航计算机网络实验
ARP协议概述 ARP协议概述
不同网段的ARP解析过程 解析过程 不同网段的
A： 1.1.1.10 /24
ARP广播： ARP广播： 广播 我需要1.1.2.10的MAC地址 我需要1.1.2.10的MAC地址 1.1.2.10
不同网段间的ARP解析实例 不同网段间的ARP解析实例 ARP
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北航计算机网络实验
ARP协议 ARP协议 - 特点
广播报文实现查询 一般只能在一个子网内部使用 ARP缓存（Cache） ARP缓存（Cache） 缓存 暂时存放IP MAC对应表 IP暂时存放IP-MAC对应表
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北航计算机网络实验
B：1.1.2.10 /24
ARP广播： ARP广播： 广播 ARP应答： ARP应答： 应答 网关的MAC地址： 网关的MAC地址： MAC地址 00e0.1234.5678 1.1.1.1/24 我需要1.1.2.10的MAC地址 我需要1.1.2.10的MAC地址 1.1.2.10
局域网
1.1.2.1/24
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北航计算机网络实验
TCP协议 TCP协议
TCP建立连接过程（三次握手） TCP建立连接过程（三次握手） 建立连接过程
时间 时间
syn
seq=N
PC A
syn
seq=M
ctl=syn ack=N+1 ctl=ack ack=M+1
PC B
seq=N+1
数据
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北航计算机网络实验
TCP协议 TCP协议
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北航计算机网络实验
慢启动和拥塞避免
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北航计算机网络实验
拥塞控制
网络拥塞的处理 ssthresh=cwnd/2 超时和重传 超时重传时间： 超时重传时间：RTO 平均往返时延： 平均往返时延：RTT 修正的Karn算法 修正的 算法 窗口探查技术： 窗口探查技术：探查报文的发送间隔 快重传和快恢复： 快重传和快恢复：定性分析 体会上述方法的协同工作。 体会上述方法的协同工作。
32位二进制数,4个 32位二进制数,4个8位组 位二进制数,4
网络号 同一网络的主机可以直接通信
主机号
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北航计算机网络实验
IP地址 IP地址
地址分类 A类 —— B类 —— C类 —— D、E类
0 1 0 1 1 0
． ． ．
． ． ．
． ． ．
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北航计算机网络实验
IP地址– IP地址–特殊地址 地址
TCP释放连接过程（四次握手） TCP释放连接过程（四次握手） 释放连接过程
时间 时间
Fin P
Ack P+1 PC A Fin Q PC B
Ack Q+1
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北航计算机网络实验
拥塞控制－ 拥塞控制－滑动窗口
发送窗口
接收窗口:接收端空闲的接收缓存的大小 接收窗口 接收端空闲的接收缓存的大小
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北航计算机网络实验
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北航计算机网络实验
UDP协议 UDP协议
UDP协议 UDP协议 — User Datagram Protocol UDP报文格式 UDP报文格式
16位源端口号 位源端口号 16位长度 位长度 数据 16位目的端口号 位目的端口号 16位校验和 位校验和
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北航计算机网络实验
UDP协议 UDP协议
ICMP协议 ICMP协议
网络控制信息协议 ICMP被视为网络层协议 但是ICMP 被视为网络层协议， ICMP报文封装 ICMP被视为网络层协议，但是ICMP报文封装 IP数据报中进行传输 数据报中进行传输。 在IP数据报中进行传输。
常见应用 ping tracert 路由错误
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北航计算机网络实验
数据传送模式示例
将数据从源端发送到目的端
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北航计算机网络实验
网络层概述网络层概述-功能
PC A
PC B
目的寻址 路由选择
IP地址 IP地址 路由选择协议（ protocol） 路由选择协议（routing protocol）
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北航计算机网络实验
IP地址 IP地址
唯一标识网络设备，用于IP协议 唯一标识网络设备，用于IP协议 IP 例如： 例如：202.112.138.5 网络号和主机号
URG ACK PSH RST SYN FIN
16位目的端口号 位目的端口号
16位窗口大小 位窗口大小 16位紧急指针 位紧急指针
16位校验和 位校验和 选项 数据
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北航计算机网络实验
TCP协议 TCP协议
协议树
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北航计算机网络实验
TCP协议 TCP协议
特点： 特点：
可靠的 传输之前建立TCP连接 传输结束释放TCP连接 TCP 滑动窗口 面向连接的 可靠传输技术
E0/0：192.168.1.1 PCA E0/1：192.168.2.1
PCB
Vlan 2 E0/1
E0/23
Vlan 3
E0/24 E0/2 IP：192.168.1.2 网关：192.168.1.1 IP：192.168.2.2 网关：192.168.2.1
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北航计算机网络实验
内容目录
TCP协议 协议 UDP协议 协议
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北航计算机网络实验
ARP Cache
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北航计算机网络实验
ARP地址解析过程 ARP地址解析过程
同一网段的ARP解析过程 解析过程 同一网段的
我需要1.1.1.2 MAC地址 的MAC地址
ARP 广播
主机A 主机A 1.1.1.1/24
主机B 主机B 1.1.1.2/24
1.1.1.2 是我的 IP地址
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北航计算机网络实验
下次实验
RIP协议 协议
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网络地址 202.112.138.0 广播地址 202.112.138.255 回环地址 127.*.*.*
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北航计算机网络实验
IP地址– IP地址–子网划分 地址
为什么？ 为什么？ A、B、C类地址范围缺陷 、 、 类地址范围缺陷 组成
IP地址 地址 子网掩码 子网掩码的简写
网络号 全1
子网号
主机号 全0
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北航计算机网络实验
TCP协议分析 TCP协议分析
TCPTest软件介绍 TCPTest软件介绍
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北航计算机网络实验
TCP协议分析 TCP协议分析
网络连接图， 网络连接图，PCA（PCC）和PCB（PCD） （ ） （ ） 都进Windows系统，实验步骤按照教材进行 系统， 都进 系统 2人一小组，共用交换机和路由器各 台。 人一小组， 人一小组 共用交换机和路由器各1台
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北航计算机网络实验
传输层协议分析
北航计算机网络实验
内容目录
TCP协议 协议 UDP协议 协议
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北航计算机网络实验
TCP协议 TCP协议
TCP协议 — Transfer Control Protocol 协议 TCP协议报文格式 协议报文格式
16位源端口号 位源端口号 32位顺序号 位顺序号 32位确认号 位确认号
网络号和子网号的位数，如：24
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北航计算机网络实验
网络层概述-被动路由协议（ protocol） 网络层概述-被动路由协议（routed protocol） IP协议 IP协议 ICMP协议 ICMP协议 ARP协议 ARP协议
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北航计算机网络实验
IP协议 IP协议
网际协议（ 网际协议（Internet Protocol） ） 功能： 功能： 定义编制机制、 定义编制机制、数据报的格式等 报文格式
北航计算机网络实验
实验二
网络层 传输层协议分析
2010.11 2010.11
北航计算机网络实验
主要内容
网络层协议分析 传输层协议分析
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北航计算机网络实验
网络层协议分析
北航计算机网络实验
内容目录
网络层概述 IP协议 IP协议 ARP协议 ARP协议 ICMP协议 ICMP协议 网络层分片
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北航计算机网络Leabharlann Baidu验
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北航计算机网络实验
ARP协议 ARP协议
地址解析协议（Address Resolution Protocol） 地址解析协议（ Protocol） 功能： IP地址解析成MAC地址 地址解析成MAC 功能：将IP地址解析成MAC地址
ARP Cache
存放最近的IP地址与硬件地址的对应关系； 存放最近的IP地址与硬件地址的对应关系； IP地址与硬件地址的对应关系 当发送报文时，首先去缓存中查找相应的项； 当发送报文时，首先去缓存中查找相应的项； ARP缓存信息在一定时间内有效 缓存信息在一定时间内有效， ARP缓存信息在一定时间内有效，然后就会被 删除。 删除。