计算机网络实验报告讲解

实验一、以太网帧的构成（4学时）拓扑结

构一

实验目的

1. 掌握以太网的报文格式

2. 掌握MAC地址的作用

3. 掌握MAC广播地址的作用

4. 掌握LLC帧报文格式

5. 掌握仿真编辑器和协议分析器的使用方法

实验原理

一、两种不同的MAC帧格式

常用的以太网MAC帧格式有两种标准，一种是DIX Ethernet V2标准；另一种是IEEE的802.3标准。目前MAC帧最常用的是以太网V2的格式。下图画出了两种不同的MAC帧格式.

二、MAC层的硬件地址

在局域网中，硬件地址又称物理地址或MAC地址，它是数据帧在MAC层传输的一个非常重要的标识符。

网卡从网络上收到一个 MAC 帧后，首先检查其MAC 地址，如果是发往本站的帧

就收下；否则就将此帧丢弃。这里“发往本站的帧”包括以下三种帧：

单播(unicast)帧（一对一），即一个站点发送给另一个站点的帧。

广播(broadcast)帧（一对全体），即发送给所有站点的帧(全1地址)。

多播(multicast)帧（一对多），即发送给一部分站点的帧。

实验步骤

练习一：编辑并发送LLC帧

本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。

主机A启动仿真编辑器，并编写一个LLC帧。

目的MAC地址:主机B的MAC地址。

源MAC地址：主机A的MAC地址。

协议类型和数据长度：可以填写001F。

类型和长度：可以填写001F。

控制字段：填写02。

用户定义数据/数据字段： AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDDD。

主机B重新开始捕获数据。

主机A发送编辑好的LLC帧。

主机B停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的LLC帧，并分析该帧内容。

记录实验结果。帧类型发送序号N（S）接受序号N（R）

•记录实验结果。

•简述“类型和长度”字段的两种含义。

简述“类型和长度”字段的两种含义。

答：类型和长度”字段的两种含义：这一字段定义为长度或类型字段。如果字段的值小于1518，他就是长度字段，用于定义下面数据字段的长度；另一方面，如果字段的值大于1536,它定义一个封装在帧中的PDU分组的类型。

将第1步中主机A已编辑好的数据帧修改为“未编号帧”，重做第2、3、4步。

上机结果截图记录：

练习二：编辑并发送MAC广播帧

1.主机E启动仿真编辑器。

2.主机E编辑一个MAC帧，

目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。

源MAC地址：主机E的MAC地址。

协议类型或数据长度：大于0x0600。

数据字段：编辑长度在46—1500字节之间的数据。

3.主机A、B、C、D、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置

过滤条件（源MAC地址为主机E的MAC地址）。

4.主机E发送已编辑好的数据帧。

5.主机A、B、C、D、F上停止捕获数据，察看捕获到的数据中是否含有主机

E所发送的数据帧。

•结合练习二的实验结果，简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。

6.答：以FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址时，发送数据的主机所发送数据

被所有再此局域网上的主机接受，也就是这个地址代表所有局域网内其他主机的MAC地址，使发送数据主机以广播方式发送。

7.上机结果截图记录：

•

练习三：领略真实的MAC帧

本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。

1.主机B启动协议分析器，新建捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提

取ICMP协议）。

2.主机A ping主机B；察看主机B协议分析器捕获的数据包，分析MAC帧

格式。

3.将主机B的过滤器恢复为默认状态。

4.将主机B、D、F的过滤器恢复为默认状态。

5.上机结果截图记录：

6.

7.

实验总结

这一次实验我们学会了计算机网络实验的以太网的报文格式,同时，通过实验上机操作也知道MAC地址的作用和MAC广播地址的作用，还掌握LLC 帧文形式以及工作原理，另外也了解了MAC层的硬件地址，以及一些帧的结构组成，这种实验需要多人合作在实验的过程中每个都不敢懈怠，最终我们成功的完成了这次实验收获很大。

实验二、网际协议IP（4学时），拓扑结构二

实验目的

1. 掌握IP数据报的报文格式

2. 掌握IP校验和计算方法

3. 掌握子网掩码和路由转发

4. 理解特殊IP地址的含义

5. 理解IP分片过程

实验原理

一、 IP报文格式

IP数据报是由IP首部加数据组成的。IP首部的最大长度不超过60字节。IP数据报文格式如下图所示:

二、IP分片

链路层具有最大传输单元（MTU）这个特性，它限制了数据帧的最大长度。不同的网络类型都有一个上限值。以太网通常是1500字节。如果IP层有数据包要传输，而数据包的长度超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片操作。使每一片长度都小于MTU。IP 首部中“16位标识”、“3位标志”和“13位片偏移”包含了分片和重组所需的信息。另外，当数据被分片后，每个片的“16位总长度” 值要改为该片的长度值。

三、IP路由表

大部分网络层设备都存储着一张记录路由信息的表格，称为路由表。它由许多条项目组成。网络层设备收到数据报后，根据其目的IP地址查找路由表确定数据报传输的最佳路径(下一跳)。然后利用网络层的协议重新封装数据报，利用下层提供的服务把数据报转发出去。路由表的项目一般含有五个基本字段：目的地址、网络掩码、下一跳地址、接口、度量。路由表按如下顺序匹配：直接交付->特定主机交付->特定网络交付->默认交付

四、路由选择过程

路由选择模块从IP处理模块接收到IP分组后，使用该分组的目的IP地址同路由表中的每一个项目按特定的顺序（按照前面介绍的“路由表匹配顺序”）查找匹配项，当找到第一个匹配项后就不再继续寻找了，这样就完成了路由选择过程。

匹配路由表项的方法是将IP地址与路由表中的一个项目的“子网掩码”进行按位“与”操作，然后判断运算结果是否等于该项目的“目的地址”，如果等于，则匹配成功，否则，匹配失败。