2_数据链路层和网络层协议分析
nema协议解析
nema协议解析协议名称：NEMA协议解析一、引言NEMA（National Electrical Manufacturers Association，美国国家电器制造商协会）协议是一套用于电气设备和系统之间通信的标准化协议。
本协议解析旨在详细介绍NEMA协议的结构、功能和应用，以便读者对该协议有一个全面的了解。
二、协议结构NEMA协议采用分层结构，包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。
1. 物理层物理层定义了NEMA协议在传输介质上的电气特性、连接器类型、传输速率等。
常用的物理层标准包括RS-232、RS-485、Ethernet等。
2. 数据链路层数据链路层负责将数据帧从发送方传输到接收方，确保数据的可靠性和完整性。
数据链路层采用帧格式进行数据传输，其中包括帧起始标识、地址字段、控制字段、数据字段和帧检验序列等。
3. 网络层网络层处理数据包的路由和转发，负责将数据从源节点传输到目标节点。
网络层使用IP地址来标识节点，并通过路由表来确定数据包的传输路径。
4. 应用层应用层定义了NEMA协议的具体应用，包括设备之间的通信协议、数据格式和命令集等。
常见的NEMA应用层协议包括NEMA 0183、NEMA 2000等。
三、协议功能NEMA协议具有以下主要功能：1. 数据传输NEMA协议支持设备之间的双向数据传输，包括实时数据、配置数据和控制命令等。
通过NEMA协议，设备可以实现数据的可靠传输和实时更新。
2. 设备控制NEMA协议定义了设备之间的控制命令和响应方式，支持设备的启动、停止、调节和状态查询等操作。
通过NEMA协议，用户可以方便地对设备进行远程控制。
3. 数据解析NEMA协议提供了数据解析的标准方法，使得接收方能够正确解析和处理发送方传输的数据。
数据解析包括数据格式的解析、数据字段的提取和数据转换等。
4. 网络管理NEMA协议支持网络管理功能，包括节点的发现、配置和监控等。
通过网络管理，用户可以对网络中的设备进行集中管理和监控，提高系统的可靠性和稳定性。
fc协议栈分析
fc协议栈分析协议名称：FC协议栈分析协议一、背景介绍FC协议栈是一种用于光纤通信的协议栈，它定义了光纤通信中的物理层、数据链路层和网络层等各个层次的协议规范。
本协议旨在对FC协议栈进行详细的分析，包括协议栈的结构、协议层次、协议功能等方面的内容。
二、协议栈结构1. 物理层：FC协议栈的物理层负责光纤通信的传输介质和传输方式。
它定义了光纤的接口规范、光信号的编码解码方式、光纤的传输速率等内容。
2. 数据链路层：FC协议栈的数据链路层负责数据的传输和错误检测。
它定义了数据的帧格式、帧同步的方式、帧的校验和等内容。
3. 网络层：FC协议栈的网络层负责数据的路由和传输控制。
它定义了数据的路由协议、传输控制协议、数据的分段和重组等内容。
三、协议层次FC协议栈按照ISO/OSI模型进行分层，共分为七个层次，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
其中，物理层、数据链路层和网络层是FC协议栈的核心层次。
四、协议功能1. 物理层功能：a. 光纤接口规范：定义了光纤的接口类型、光纤的连接方式等规范。
b. 光信号的编码解码：将数字信号转换为光信号，并将光信号转换为数字信号。
c. 光纤的传输速率：定义了光纤的传输速率，如1Gbps、10Gbps等。
2. 数据链路层功能：a. 帧格式：定义了数据在物理层上传输的帧格式，包括帧头、帧尾、数据字段等。
b. 帧同步：确保数据的顺序传输和正确接收。
c. 帧的校验和：用于检测帧在传输过程中的错误。
3. 网络层功能：a. 路由协议：确定数据的传输路径，包括静态路由和动态路由。
b. 传输控制协议：控制数据的传输速率、拥塞控制和流量控制等。
c. 数据的分段和重组：将大数据包分成小的数据段进行传输，并在接收端重组。
五、协议栈实现FC协议栈可以在硬件和软件两方面进行实现。
硬件实现通常采用专用的光纤通信芯片，包括光纤接口芯片、光信号编解码芯片等。
软件实现通常采用编程语言进行开发，包括C语言、Python等。
计算机网络模型的建立与分析
计算机网络模型的建立与分析计算机网络的建立是为了让人们能够更加方便地进行信息的交流和共享，是现代技术发展的重要标志之一。
但是，要使计算机网络运行稳定、高效地向用户提供服务，就必须建立一种可行的网络模型，通过对网络模型进行分析与改进，提高网络系统的可靠性、实用性和安全性，这是计算机网络建设的必经之路。
一、计算机网络模型的基本概念1. OSI七层模型OSI（Open System Interconnection）是指开放式系统互联的概念，是ISO （International Standardization Organization）组织推出的计算机网络模型，包括了七个层次，分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
每一层都有其独特的功能和作用，它们协同工作，将网络通信分为若干个步骤，最终实现信息的传递和共享。
2. TCP/IP四层模型TCP/IP（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）是指传输控制协议与网络互联协议，是目前应用最为广泛的网络协议体系结构，主要有四层，分别是：网络接口层、网络层、传输层、应用层。
其中，网络接口层负责传输物理数据，网络层负责分组和寻址，传输层负责可靠的数据传输，应用层提供应用程序所需的服务。
二、建立计算机网络模型的原则1. 模块化原则模块化是指将计算机系统分成若干个不同的模块，每个模块具有相对独立的功能和任务。
通过模块化原则，可以将网络系统分成不同的层次、部件和子系统等，从而方便管理、维护和调试。
2. 分层原则分层是指将计算机网络模型分成不同的层次，每一层通过协议与下一层进行通信。
通过分层原则，可以实现不同层次之间的解耦合，避免某一层次的故障影响整个系统的正常运行。
3. 抽象原则抽象是指将网络系统中复杂的过程和数据进行简化和抽象化，以简洁、直观的方式表达网络通信的关键性质和行为。
通过抽象原则，可以减少网络系统的复杂度，提高系统抗干扰能力和运行效率。
《网络协议分析》课件
IPv6的普及
随着互联网的快速发展，IPv6协议正在逐渐取代IPv4。越来越多的企业和组织开始采用IPv6协议，以提高网络性能和 安全性。
IPv6的影响
IPv6的普及将对网络架构、设备和应用产生深远影响。企业和组织需要积极应对IPv6带来的挑战，如设 备兼容性问题、网络管理问题等。
网络协议中的加密和安全机制能够保护数据传输过程中的机密性和 完整性，防止未经授权的访问和攻击。
网络协议的分类
按层次分
01
可以分为物理层协议、数据链路层协议、网络层协议、传输层
协议和应用层协议等。
按应用场景分
02
可以分为局域网协议（如以太网）、广域网协议（如TCP/IP）
和无线网络协议（如Wi-Fi）等。
分析数据包
协议分析
根据捕获的数据包，分析其所属协议类型， 如TCP、UDP、HTTP等。
数据包内容分析
对数据包的各个字段进行分析，了解其含义和作用 ，并根据协议标准解析其内容。
流量分析
分析网络流量特征，如流量大小、传输速率 、数据包数量等，以了解网络负载情况和性 能瓶颈。
还原网络通信过程
建立通信流程
要点三
WebRTC
WebRTC是一种支持实时通信的开放 标准，允许网页浏览器之间直接进行 音视频通话、文件共享和P2P连接。 WebRTC具有低延迟、高音质和跨平 台兼容性等特点，被广泛应用于在线 教育、远程工作和社交媒体等领域。
网络协议的未来趋势
安全性
随着网络安全威胁的不断增加，网络协议的安全性将越来越受到 重视。未来网络协议将更加注重加密算法、身份验证和访问控制
网络协议与封包分析
网络协议与封包分析网络协议是指计算机网络中不同设备之间进行通信所遵循的规则和标准。
它确保了数据的传输和接收的可靠性、完整性和有效性。
封包分析是指通过对网络数据包的解析和分析，以了解网络流量和网络通信的细节信息。
本文将探讨网络协议的基本原理以及封包分析的重要性和应用。
一、网络协议的基本原理网络协议是计算机网络中数据传输的基础。
它规定了数据传输的格式、传输的顺序和控制信号等。
网络协议通常分为物理层协议、数据链路层协议、网络层协议和传输层协议等不同的层次。
1. 物理层协议物理层协议负责将数字信号转换为模拟信号，并通过物理介质进行传输。
常见的物理层协议有以太网协议和无线网络协议等。
2. 数据链路层协议数据链路层协议在物理层协议的基础上，对数据进行分组和错误校验。
它负责将数据分割为数据帧，并在帧之间添加校验信息以保证数据的可靠传输。
常见的数据链路层协议有以太网协议和无线局域网协议等。
3. 网络层协议网络层协议负责将数据从源主机传输到目标主机，通过路由选择和地址分配来实现不同主机之间的通信。
常见的网络层协议有IP协议和ICMP协议等。
4. 传输层协议传输层协议负责提供端到端的可靠数据传输服务。
它将数据分割为更小的单元，并为每个单元添加序号和校验信息以保证数据的完整性和顺序传输。
常见的传输层协议有TCP协议和UDP协议等。
二、封包分析的重要性和应用封包分析是对网络数据包进行解析和分析的过程，它对于网络故障排查、安全审计和网络性能优化等方面都具有重要的意义。
1. 故障排查封包分析可以帮助网络管理员快速定位和解决网络故障。
通过分析数据包的源地址、目标地址、协议类型和数据内容等信息，管理员可以追踪和定位网络中出现的问题，并采取相应的措施进行修复。
2. 安全审计封包分析可以检查网络中是否存在异常的数据流量和攻击行为。
通过分析数据包的内容和交互模式，可以及时发现和应对网络安全事件，并加强网络的安全防护措施。
3. 网络性能优化封包分析可以帮助网络管理员了解网络的拥塞情况和性能瓶颈。
协议分析
1 1 字节 1 802.2 控制 LLC 帧 DSAP SSAP
2 1 1 1
数
据
43 ~ 1497 数 据
目的地址 源地址 长度/类型 DSAP SSAP 控制
IP 数据报
字节 以太网 V2 MAC 帧 插 入 6 目的地址 6 源地址 2 类型 数 46 ~ 1500 据
8 字节 7 字节 1 字节 帧开始 定界符
路由器 R2
HA6 局域网
主机 H2 IP2 HA2 主机 H21 IP3 IP4 IP1 → IP2 路由器 R2 IP5 IP6 IP1 → IP2
IP1
IP2
IP 层上的互联网
HA1 从 HA1 到 HA3 MAC 帧
25
HA3
HA4
HA5
HA6 从 HA6 到 HA2 MAC 帧
4
主机 1 向主机 2 发送数据
注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次
应用层首部 运输层首部 网络层首部
H4 H4 H4 H5 H5 H5 H5
主机 1
AP1 5
主机 2
AP2 5
应用程序数据 应用程序数据 应用程序数据 应用程序数据 应用程序数据
4
3 2
链路层 首部
H2
H3 H3
链路层 尾部
T2
4 3 2 1
8
MAC = Manufacture ID + NIC ID
MAC = Manufacture ID + NIC ID 24bit + 24bit 公司：Cisco Novell 00-00-0C 00-00-1B 00-00-D8 3Com 00-20-AF
00-60-8C
网络协议分层知识集锦：七层、四层、五层
一、概述OSI（Open System Interconnection）开放系统互连的七层协议体系结构：概念清楚，理论比较完整，但既复杂又不用。
TCP／IP四层体系结构：简单，易于使用。
五层原理体系结构：综合OSI 和TCP／IP 的优点，为了学术学习。
二、详述网络协议设计者不应当设计一个单一、巨大的协议来为所有形式的通信规定完整的细节，而应把通信问题划分成多个小问题，然后为每一个小问题设计一个单独的协议。
这样做使得每个协议的设计、分析、时限和测试比较容易。
协议划分的一个主要原则是确保目标系统有效且效率高。
为了提高效率，每个协议只应该注意没有被其他协议处理过的那部分通信问题；为了主协议的实现更加有效，协议之间应该能够共享特定的数据结构；同时这些协议的组合应该能处理所有可能的硬件错误以及其它异常情况。
为了保证这些协议工作的协同性，应当将协议设计和开发成完整的、协作的协议系列（即协议族），而不是孤立地开发每个协议。
在网络历史的早期，国际标准化组织（ISO）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）共同出版了开放系统互联的七层参考模型。
一台计算机操作系统中的网络过程包括从应用请求（在协议栈的顶部）到网络介质（底部），OSI参考模型把功能分成七个分立的层次。
图1表示了OSI分层模型。
图1OSI七层参考模型OSI模型的七层分别进行以下的操作：第一层物理层第一层负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输。
它由计算机和网络介质之间的实际界面组成，可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。
如最常用的RS-232规范、10BASE-T的曼彻斯特编码以及RJ-45就属于第一层。
所有比物理层高的层都通过事先定义好的接口而与它通话。
如以太网的附属单元接口（AUI），一个DB-15连接器可被用来连接层一和层二。
第二层数据链路层数据链路层通过物理网络链路提供可靠的数据传输。
不同的数据链路层定义了不同的网络和协议特征，其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。
网络协议的分析与实现
网络协议的分析与实现一、引言网络协议是用于在计算机网络中进行通信和数据传输的规则和指令集。
它定义了计算机之间如何建立连接、交换数据以及错误处理等一系列操作。
本文将介绍网络协议的基本概念、分类以及分析与实现的过程。
二、网络协议的基本概念1.协议栈：网络协议通常采用分层的结构来实现。
每一层都有特定的功能和任务，通过协议栈的顺序调用实现数据的传输和处理。
2.三次握手与四次挥手：三次握手用于建立网络连接，客户端发送同步请求(SYN)给服务器端，服务器端回复同步应答(SYN/ACK)，最后客户端发送应答(ACK)确认连接建立。
四次挥手用于断开连接，客户端发送终止请求(FIN)，服务器端回复终止应答(ACK)，然后服务器端发送终止请求(FIN)，客户端回复终止应答(ACK)，连接断开。
三、网络协议的分类1.传输层协议：传输层协议用于在网络上不同主机之间建立可靠的数据传输连接，常见的传输层协议有TCP和UDP。
TCP协议提供面向连接的可靠传输，适用于传输大量数据。
UDP协议提供无连接的非可靠传输，适用于实时性要求较高的应用。
2.网络层协议：网络层协议负责在不同网络之间进行路由选择和数据传输。
常见的网络层协议有IP协议，它定义了主机之间的逻辑地址和路由选择的算法。
3.数据链路层协议：数据链路层协议主要负责在相邻节点之间进行可靠的数据传输，常见的数据链路层协议有以太网协议。
四、网络协议的分析与实现网络协议的分析和实现过程主要包括以下几个步骤：1.协议规范分析：通过研究协议的规范文档，了解协议的功能、消息格式、状态转换等。
可以使用工具如Wireshark等对协议进行抓包分析，获得协议消息的传输过程。
2.协议设计：根据协议规范进行协议设计，包括消息的格式、消息处理的逻辑以及状态转换等。
3.协议实现：根据协议设计，使用编程语言编写协议的具体实现代码。
可以使用套接字(Socket)实现网络连接，通过发送和接收数据的方式来模拟协议的交互过程。
网络协议分析
网络协议分析网络协议是计算机网络中用于实现通信和数据传输的规则和约定。
了解和分析网络协议的工作原理对于网络安全、网络性能优化以及故障排除都是至关重要的。
本文将对网络协议进行分析，以了解其基本原理和重要特性。
一、网络协议的基本概念网络协议是计算机网络中通信实体之间进行信息传输和交互的约定。
它定义了通信过程中的各个环节，包括数据封装、传输方式、错误检测和处理等。
通过遵循相同的网络协议，不同的计算机和设备可以互相通信和交换数据。
二、网络协议的分类网络协议可以按照不同的标准和层次进行分类。
其中，最常见的分类方法是按照OSI（开放式系统互联）参考模型的七层协议进行划分，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
1. 物理层物理层是网络协议的最底层，负责传输数据的电气、机械和功能规范。
它包括电压、电流、线缆和接口等硬件方面的规定，确保数据能够在物理媒介上正确传输。
2. 数据链路层数据链路层建立在物理层之上，负责将数据分割成数据帧，并管理物理网络的访问和传输错误的处理。
它包括了MAC（媒体访问控制）地址的分配和帧同步等功能。
3. 网络层网络层是协议栈中的核心层，负责将数据包从源地址传输到目标地址。
它通过IP地址和路由选择算法，实现了网络互联和数据的路由选择。
4. 传输层传输层负责在网络对应的节点之间提供可靠的数据传输服务。
它通过TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议），实现了可靠的连接和无连接的传输。
5. 会话层会话层负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。
它提供了数据传输的同步操作、复用和连接管理等功能。
6. 表示层表示层负责数据的格式化和编码，以便应用层能够识别和解析数据。
它包括了数据压缩、数据加密和数据描述相关的功能。
7. 应用层应用层是协议栈中最靠上的层次，它提供了网络应用程序与网络服务之间的接口。
常见的应用层协议有HTTP、FTP和SMTP等。
三、网络协议的分析方法分析网络协议是为了解决网络故障、优化网络性能或者进行安全审计。
计算机网络中的数据链路层协议
计算机网络中的数据链路层协议数据链路层是计算机网络中的一层，位于物理层之上，负责将网络层的数据报进行划分和封装，将封装后的数据经过物理介质传输到目标设备。
数据链路层的核心任务是确保可靠地传输数据，并解决物理层传输中的差错和丢失问题。
为了实现这一点，计算机网络中设计了多种数据链路层协议。
1. 以太网协议（Ethernet Protocol）以太网协议是最常用的局域网技术之一，也是数据链路层中最常见的协议。
以太网协议使用MAC地址来标识设备，采用帧格式将数据分为数据部分和控制部分，控制部分包括目标MAC地址和源MAC地址等信息，以实现数据的传输。
以太网协议支持多种传输速率，例如10 Mbps、100 Mbps和1 Gbps等，是现代局域网的基础。
2. PPP协议（Point-to-Point Protocol）PPP协议是一种在串行点对点连接中使用的数据链路层协议。
它广泛应用于拨号连接和通过电话线传输数据的网络，如电话调制解调器连接互联网。
PPP协议使用同步和异步传输方式，支持认证和压缩等功能，提供了可靠的数据传输和错误检测机制，使得数据链路层能够在不可靠的物理介质上实现可靠的传输。
3. HDLC协议（High-Level Data Link Control）HDLC协议是一种基于字节的数据链路层协议，用于在广域网中传输数据。
HDLC协议提供了可靠的连接和流量控制机制，并支持差错检测和纠正功能，以确保数据的完整性和正确性。
此外，HDLC协议还可以在数据帧中增加地址和控制信息，以实现多路复用和多点通信。
4. SLIP协议（Serial Line Internet Protocol）SLIP协议是一种在串行线路上传输IP数据报的简单协议。
它将IP数据报直接封装在串行连接上，并使用特定的字符作为开始和结束标志。
SLIP协议缺乏差错检测和纠正机制，仅提供了最基本的功能，因此在现代网络中很少使用。
以上所述的数据链路层协议只是众多协议中的一部分，每种协议都有其特定的应用场景和优势。
网络协议分析
网络协议分析网络协议是计算机网络中用于实现数据交换和通信的规范和约定。
它包括了各种层次的协议，如物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层协议。
这些协议在保障网络通信的同时，也承载着网络通信的安全性和效率。
本文将从物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五个方面来分析网络协议。
一、物理层协议物理层协议是网络协议的最底层，主要负责将比特流转换为电信号，实现网络设备之间的物理连接。
常见的物理层协议有以太网、令牌环和无线局域网等。
以太网协议（Ethernet）是目前应用最广泛的局域网技术，它采用CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）机制，确保了数据在传输过程中的可靠性和稳定性。
二、数据链路层协议数据链路层协议位于物理层之上，主要负责解决数据传输的可靠性和流控问题。
常见的数据链路层协议有点对点协议（PPP）、以太网协议和无线局域网协议等。
点对点协议（PPP）是一种广泛应用于数据通信领域的数据链路层协议，它通过使用握手、认证和多种压缩协议等机制，为数据的可靠传输提供了支持。
三、网络层协议网络层协议是建立在数据链路层之上的协议，主要负责寻址和路由功能，以实现不同网络之间的数据传输。
常见的网络层协议有互联网协议（IP）和因特网控制报文协议（ICMP）等。
互联网协议（IP）是一种广泛使用的网络层协议，通过IP地址对数据包进行寻址和路由，确保数据能够准确地传输到目标主机。
四、传输层协议传输层协议位于网络层和应用层之间，主要负责在网络中的不同主机之间提供端到端的可靠数据传输。
常见的传输层协议有传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）等。
传输控制协议（TCP）是一种面向连接、可靠的传输层协议，它通过序列号、确认和重传等机制，确保数据的可靠传输和顺序交付。
五、应用层协议应用层协议是网络协议的最高层，主要负责实现特定的应用功能，如电子邮件、文件传输、域名系统等。
常见的应用层协议有超文本传输协议（HTTP）、文件传输协议（FTP）和域名系统协议（DNS）等。
网络通信中的数据转发技术
网络通信中的数据转发技术随着互联网的快速发展，越来越多的数据需要在网络中传输。
在这个过程中，数据转发技术扮演着至关重要的角色，它能够保障数据传输的稳定性和可靠性。
本文将从传输层、网络层和数据链路层三个方面，介绍网络通信中的数据转发技术。
一、传输层的数据转发技术在互联网中，传输层是负责数据传输的关键层次，其中TCP/IP 协议是最常用的协议之一。
TCP/IP协议通过三次握手建立连接，然后通过可靠的数据传输方式，确保数据能够在传输过程中不丢失、不错乱。
而准确的数据转发则需要基于端口号的匹配转发技术，通过端口号对传入数据进行分类和转发。
该技术实现了不同应用程序之间的数据隔离和传输，从而保障了数据传输的高效性和可靠性。
二、网络层的数据转发技术网络层是互联网中较低层次的协议之一，它负责寻址和路由工作。
在数据传输过程中，网络层通过路由器和交换机等设备对数据进行接收和转发。
在路由器中，有多种转发技术可供选择，其中路由选择协议（Routing Protocol）和包过滤技术（Packet Filtering）是最常用的两种。
路由选择协议是通过宣告自己的确定路由表来建立路由关系，这种技术需要路由器进行复杂的计算，因此需要更高的计算能力来保证转发的效率。
而包过滤技术则是通过对包头的分析，对数据包进行过滤操作来实现数据转发，它具有简单、高效等特点。
三、数据链路层的数据转发技术数据链路层是互联网中最底层的协议，它负责对数据进行分包、组包和错误控制传输等操作。
在数据传输过程中，数据链路层通过连通网络节点之间的数据链路，为网络层提供可靠的数据传输服务。
而在数据链路层，数据转发技术则注意保证传输效率和数据传输的正确性。
其中，以以太网的数据链路层的传送技术最为常见。
以太网通过MAC地址（Media Access Control Address）进行数据转发，每个设备都有一个唯一的MAC地址，并将该地址用于网络中的设备识别和寻址。
网络协议分析实验报告
网络协议分析实验报告网络协议分析实验报告引言：随着互联网的快速发展，网络协议成为了信息传输的重要基础。
网络协议的设计和实现对于保障网络安全和提高网络性能起着至关重要的作用。
本实验旨在通过对几种常见的网络协议进行分析，深入了解网络协议的工作原理和应用场景。
一、TCP/IP协议TCP/IP协议是当前互联网上使用最广泛的协议之一。
它是一个分层的协议栈，包括物理层、数据链路层、网络层和传输层。
其中，传输层的TCP协议和UDP 协议是最为重要的。
TCP协议提供可靠的、面向连接的数据传输服务，而UDP 协议则提供无连接的、不可靠的数据传输服务。
我们通过Wireshark工具对TCP/IP协议进行了抓包分析。
在抓包过程中，我们观察到TCP协议使用三次握手建立连接，并通过序列号和确认号来保证数据的可靠传输。
UDP协议则没有连接建立的过程，可以直接发送数据。
通过对抓包结果的分析，我们发现TCP协议适用于对数据传输可靠性要求较高的场景，而UDP协议适用于对实时性要求较高的场景。
二、HTTP协议HTTP协议是应用层的协议，用于在客户端和服务器之间传输超文本。
它是一个无状态的协议，每次请求和响应都是独立的。
我们通过使用浏览器访问一个网页的过程，对HTTP协议进行了分析。
在抓包结果中，我们观察到HTTP协议的请求和响应分为多个字段，包括请求行、请求头、请求体、响应行、响应头和响应体。
通过分析请求头中的User-Agent字段，我们可以了解到客户端的信息，通过响应头中的Content-Type字段，我们可以了解到服务器返回的数据类型。
通过对HTTP协议的分析，我们可以更好地理解网页的加载过程，以及优化网页性能的方法。
三、DNS协议DNS协议是用于将域名解析为IP地址的协议。
在我们访问一个网站时，浏览器首先会向DNS服务器发送一个DNS查询请求，获取目标网站的IP地址。
我们通过Wireshark工具对DNS协议进行了抓包分析。
网络体系结构与协议
网络体系结构与协议随着互联网的迅猛发展，网络体系结构和协议成为了支撑互联网运行的重要基础。
网络体系结构是指互联网中各种计算机网络之间的组织结构和关系，而协议则是指计算机网络中数据传输和通信所遵循的规则和标准。
本文将详细介绍网络体系结构和协议的概念、类型以及其在互联网中的重要性。
一、网络体系结构的概念和类型1.1 网络体系结构的概念网络体系结构是指不同计算机网络之间的组织结构和关系。
它定义了互联网中信息的传输路径、计算机之间的连接方式以及数据传输的工作方式。
网络体系结构主要包括两个关键要素：网络拓扑结构和网络协议。
1.2 网络体系结构的类型根据互联网中各种计算机网络的组织方式和关系不同，网络体系结构可以分为以下几种类型：1.2.1 集线式体系结构（Bus Architecture）集线式体系结构是最简单的一种网络结构，所有计算机都通过一条集线器连接在一根中央线上。
数据传输时，需要将数据从源计算机发送到中央线上，然后被所有计算机接收。
集线式体系结构简单易建设，但存在传输冲突和容错能力较差的问题。
1.2.2 星型体系结构（Star Architecture）星型体系结构是一种中央控制的网络结构，所有计算机都与一个中央交换机相连。
数据传输时，通过中央交换机进行路由选择，将数据从源计算机传输到目标计算机。
星型体系结构具有高容错性和灵活性，但对于中央交换机的性能要求较高。
1.2.3 环型体系结构（Ring Architecture）环型体系结构是一种将计算机连接成一个闭环的网络结构。
数据传输时，通过环上的节点依次传递，直到达到目标计算机。
环型体系结构具有较好的容错性和可扩展性，但对于节点故障会对整个网络产生影响。
1.2.4 树型体系结构（Tree Architecture）树型体系结构是一种层次结构的网络结构，类似于自然界中的树。
数据传输时，通过根节点到达目标节点的路径是唯一的。
树型体系结构具有良好的路由选择和扩展性，但对于根节点的性能要求较高。
北航计算机网络实验实验二网络层传输层协议分析实验
5
北航计算机网络实验
网络层概述-功能
PC A
PC B
目的寻址
路由选择
IP地址
路由选择协议（routing protocol）
10
北航计算机网络实验
网络层概述-被动路由协议（routed protocol）
IP协议
ICMP协议
ARP协议
11
北航计算机网络实验
IP协议
网际协议（Internet Protocol）
功能：
定义编制机制、数据报的格式等
报文格式
12
北航计算机网络实验
ARP协议
功能：将IP地址解析成MAC地址
16位目的端口号
16位窗口大小 16位紧急指针
16位校验和 选项 数据
25
北航计算机网络实验
TCP协议
协议树
26
北航计算机网络实验
TCP协议
特点：
传输之前建立TCP连接 传输结束释放TCP连接 滑动窗口 面向连接的
可靠的
可靠传输技术
27
北航计算机网络实验
TCP协议
TCP建立连接过程（三次握手）
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
28
北航计算机网络实验
TCP协议
TCPIP每层所对应的协议以及OSI七层模型所对应的协议内容
网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。
网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。
下面简单介绍TCP/IP中协议的功能：
1． IP
面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、Xwindows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。
3.UDP
UDP与TCP位于同一层，但不提供任何顺序或重新排序功能，因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。
Header，AH)和封装安全有效负荷(Encapsulating Security Payload，ESP)。简言之，AH提供IP包的真实性和完整性，ESP提供机要内容。
IP AH指一段消息认证代码(Message Authentication Code，MAC)，在发送IP包之前，它已经被事先计算好。发送方用一个加密密钥算出AH，接收方用同一或另一密钥对之进行验证。如果收发双方使用的是单钥体制，那它们就使用同一密钥；如果收发双方使用公钥体制，那它们就使用不同的密钥。在后一种情形，AH体制能额外提供不可否认的服务。有些在传输中可变的域，如IPv4中的time-to-live域或IPv6中的hop
高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项，叫作IP
(教学内容安排)网络协议分析
网络协议分析(54 学时，38学时协议分析 14学时程序设计，复习2学时)第0章：协议分析原理与协议分析软件（2）（补充）第一章：计算机网络概述（TCPIP概述）（2）（教材：第1章）第二章：数据链路层协议（4）（教材：第2章，补充以太网网帧格式分析）数据链路层有关协议：局域网中的IEEE802.1(基本局域网)、IEEE802.1D（生成树协议）、IEEE802.1Q(vlan协议)、IEEE802.2（LLC）、IEEE802.3(ARPA封装)、IEEE802.4(令牌总线)、IEEE802.5(令牌环网等)；广域网中的ATM、FR、PPP、HDLC、ISDN等。
第三章：网络层协议（8）（教材：第3、4、5章）网络层有关的协议：Tcp/IP协议栈中网络层有ARP、RARP、 IP、ICMP、IGMP五个协议。
(IGMP放在路由协议讲完之后再讲)第四章：传输层协议（4）（教材：第6、7张）传输层的协议：Tcp/IP协议栈中网络层有：UDP和TCP第五章：路由协议（6）（教材：第9、10、11、12张）路由协议：RIP(udp)、OSPF(IP)、BGP(TCP)第六章：Internet多播协议（2）（教材：第13章）多播协议：IGMP第七章：移动IP （2）（教材：第14章）第八章：应用层协议（4）（教材：第15、17章）应用层的协议包括与应用有关的支撑协议和应用协议，Tcp/IP协议栈中网络层有：应用程支撑协议有：DNS、SNMP等；典型的应用包括WEB浏览、电子邮件、文件传输、远程登录等，与应用有关的协议包括：HTTP、SMTP、FTP、TFTP、TELNET等。
第九章：网络管理协议（2）（教材：第16章）网络管理协议：SNMP第十章：网络安全协议（2）（补充）网路安全协议主要两类：网络层安全协议IPSec，传输层安全协议SSL第十一章：基于套接字的TCP/UDP编程（6）第十二章：IP多播及多播编程（4）第十三章：应用层常用协议编程（4）Tcp/ip—协议分析与应用编程实验（30学时、12个实验、前11个每个2学时，后一个为程序设计综合实验）1、协议分析软件的应用（不写实验报告）2、数据链路层协议分析实验3、ARP地址解析协议分析实验4、ICMP互联报文协议分析实验5、网络层分片实验6、TCP传输控制协议分析实验7、UDP用户数据报协议分析实验8、ftp协议分析实验（dns、telnet、dhcp等）9、SMTP/POP3邮件协议分析实验10、HTTP协议分析实验11、SNMP协议分析实验12、socket网络程序设计（8学时）。
计算机网络实验利用wireshark分析ARP协议—实验六实验报告分析
信息网络技术实验报告实验名称利用wireshark分析ARP协议实验编号 6.1姓名学号成绩2.6常见网络协议分析实验一、实验室名称：电子政务可视化再现实验室二、实验项目名称：利用wireshark分析ARP协议三、实验原理：Wireshark:Wireshark 是网络包分析工具。
网络包分析工具的主要作用是尝试获取网络包，并尝试显示包的尽可能详细的情况。
网络包分析工具是一种用来测量有什么东西从网线上进出的测量工具，Wireshark 是最好的开源网络分析软件。
当一台主机把以太网数据帧发送到位于同一局域网上的另一台主机时，是根据48bit 的以太网地址来确定目的接口的.设备驱动程序从不检查IP数据报中的目的IP地址。
地址解析为这两种不同的地址形式提供映射：32bit的IP地址和数据链路层使用的任何类型的地址。
ARP根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。
ARP为IP地址到对应的硬件地址之间提供动态映射。
主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。
地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存。
四、实验目的：目的是通过实验加深对数据包的认识，网络信息传输过程的理解，加深对协议的理解，并了解协议的结构与区别。
利用wireshark捕获发生在ping过程中的ARP报文，加强对ARP协议的理解，掌握ARP报文格式，掌握ARP请求报文和应答报文的区别。
五、实验内容：利用wireshark分析ARP协议六、实验器材（设备、元器件）运行Windows的计算机，带有并正确安装网卡；wireshark软件；具备路由器、交换机等网络设备的网络连接。
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Tagged和Untagged ）
24
来决定是否将VLAN TAG去掉，然后发送数据 帧。
北航计算机网络实验
实验原理——Hybrid端口
设置以太网端口的工作模式
设置Hybrid端口的缺省 ID
port link-type { access | hybrid | trunk } 例如：port link-type hybrid Undo port link-type
广播
……
15
北航计算机网络实验
实验原理——虚拟局域网技术（VLAN）
VLAN可划分广播域和子网
广播域1 VLAN 10
广播域2 VLAN 20
广播域3 VLAN 30
财务部
工程部
市场部
16
北航计算机网络实验
实验原理——虚拟局域网技术（VLAN）
VLAN的类型
基于端口的VLAN
基于MAC地址的VLAN
23
北航计算机网络实验
以太网交换机转发流程
接收过程 确定数据帧的VLAN ID
无VLAN标签的数据帧，将该端口缺省VLAN
ID
（pvid）作为其VLAN ID
进行源地址学习（结合VLAN
ID ）
转发过程 根据数据包的目的MAC和VLAN ID进行转发 发送过程
根据端口的类型（
31
北航计算机网络实验
设计型实验（选作）
一个公司需要组建局域网，公司主要有财
务、人事、工程、研发、市场等部门，每个 部门人数都不超过20人，另外公司还有一些 公共服务器。请给出设计方案，并提供实验 验证。要求满足： 所有部门不能互相访问； 每个部门都可以访问公共服务器。
32
北航计算机网络实验
Vlan2
E0/24
Vlan3 PD Ip:192.168.3.11/24
Ip:192.168.2.10/24 Ip:192.168.3.10/24 Ip:192.168.2.11/24
注：S1中vlan2包括端口e0/1 到e0/5,vlan3包括端口e0/20到e 0/24; S2中vlan2包括端口e0/1 到e0/4,vlan3包括端口e0/21到e 0/24;
30
北航计算机网络实验
Hybrid端口配置实验
VLAN2 Tagged VLAN3 Untagged S1 Pvid：3 VLAN2 Tagged VLAN3 Untagged Pvid：3 S2
VLAN3
VLAN3
E0/13
E0/13
E0/1
Vlan2 PA
E0/24
Vlan3 PB PC
E0/1
port hybrid pvid vlan vlan_id 例如：port hybrid pvid vlan 30 undo port hybrid pvid
将Hybrid端口加入到指定的已经存在的VLAN，并标记为tagged或
untagged port hybrid vlan vlan_id_list {tagged|untagged} 例如：port hybrid vlan 30 40 untagged undo port hybrid vlan vlan_id_list
实验内容
VALN配置和分析实验
北航计算机网络实验
实验二
数据链路层 网络层实验
2011.3
北航计算机网络实验
数据链路层实验
北航计算机网络实验
实验内容
VALN配置和分析实验
实验原理 实验步骤
设计型实验（选做） PPP协议实验
PAP身份验证，画状态图 CHAP身份验证，画状态图
帧中继协议实验（选做）
3
北航计算机网络实验
HUB
A向B发送时， E向D不能发送
HUB
同 一 冲 突 域
F
A
B
C
D
不能发送
E
9
北航计算机网络实验
实验原理——以太网交换机工作原理
以太网交换机把冲突域限制于交换机一
个端口上
一个冲突域 10M 10M交换机B
一个冲突域 一个冲突域
10M
10M
100M 100M交换机A
100M 100M HUB 10M 10M
MAC地址表的维护
目的MAC地址 M1 M2 M3 M4 发送端口号 E0/3 E0/5 E0/7 E0/16
E0/3
E0/7 E0/5
E0/16
PC1
MAC：M1
PC2
MAC：M2
PC3
MAC：M3
PC4
MAC：M4
14
北航计算机网络实验
实验原理——虚拟局域网技术（VLAN）
VLAN的产生－广播
注：S1中vlan2包括端口e0/1 到e0/5,vlan3包括端口e0/20到e 0/24; S2中vlan2包括端口e0/1 到e0/4,vlan3包括端口e0/21到e 0/24;
28
北航计算机网络实验
Hybrid端口配置实验
VLAN2 Tagged VLAN3 Untagged S1 Pvid：1 VLAN2 Tagged VLAN3 Untagged Pvid：1 S2
M4
E0/16
11
北航计算机网络实验
实验原理——以太网交换机工作原理
最初交换机的MAC地址表为空
目的MAC地址 发送端口号
E0/3 E0/5
E0/7 E0/16
PC1MAC：Biblioteka 1PC2MAC：M2
PC3
MAC：M3
PC4
MAC：M4
12
北航计算机网络实验
实验原理——MAC地址学习（1）
MAC地址表没有记录，数据帧从其它所
Trunk端口配置实验
VLAN2
S1 E0/13 E0/13
S2
VLAN2
E0/1
Vlan2 PA
E0/24
Vlan3 PB PC
E0/1
Vlan2
E0/24
Vlan3 PD Ip:192.168.3.11/24
Ip:192.168.2.10/24 Ip:192.168.3.10/24 Ip:192.168.2.11/24
实验原理——数据链路层概述
位于OSI参考模型的第二层，在物理层基
础上为网络层提供服务 为物理链路上提供可靠的数据传输 局域网的数据链路层协议有以太网、令牌 环网等 广域网的数据链路层协议有PPP、HDLC、 Frame Relay等
4
北航计算机网络实验
实验原理——数据链路层功能
7 6 5 4 3
有端口转发出去 识别数据帧的源MAC地址，学习MAC地 址和端口对应关系
目的MAC地址 M1 发送端口号 E0/3
E0/3 E0/5
E0/7 E0/16
PC1
MAC：M1
PC2
MAC：M2
PC3
MAC：M3
PC4
MAC：M4
13
北航计算机网络实验
实验原理——MAC地址学习（2）
通过MAC地址表实现数据帧的单点转发
Access
VLAN 2
VLAN 1 VLAN 3 VLAN 2 VLAN 1 VLAN 5 VLAN 5
VLAN 2
20
北航计算机网络实验
实验原理——VLAN端口分类
Access（Untagged）端口：只能属于1个VLAN，从
该端口出去的数据包不带TAG，一般接主机或路由器； trunk端口：可以属于多个VLAN，可以接收和发送 带多种VLAN标签的报文，一般用于交换机之间连接 的端口； hybrid端口：可以属于多个VLAN，可以接收和发 送多个VLAN的报文，可以用于交换机之间连接，也 可以用于接用户的计算机。属于Access和trunk的混 合模式。 Hybrid端口和trunk端口的不同之处在于hybrid端 口可以允许多个VLAN的报文不打标签，而trunk端口 只允许缺省VLAN的报文不打标签。
VLAN2
VLAN2
E0/13
E0/13
E0/1
Vlan2 PA
E0/24
Vlan3 PB PC
E0/1
Vlan2
E0/24
Vlan3 PD IP:192.168.3.11/24
IP:192.168.2.10/24 IP:192.168.3.10/24 IP:192.168.2.11/24
注：S1中vlan2包括端口e0/1 到e0/5,vlan3包括端口e0/20到e 0/24; S2中vlan2包括端口e0/1 到e0/4,vlan3包括端口e0/21到e 0/24;
中继器:是一种信号放大设备
7
北航计算机网络实验
实验原理——以太网交换机工作原理
Hub:
单个Hub连接的设备共享一个冲突域和一 个广播域
A
HUB
C
A向B发送时， C向D不能发送， 否则产生冲突
B
D
8
北航计算机网络实验
实验原理——以太网交换机工作原理
HUB级连:Hub限制的网络的可扩展性
HUB
基于协议的VLAN 基于子网的VLAN
17
北航计算机网络实验
实验原理——VLAN的帧格式
IEEE802.1Q 描述了VLAN的框架、VLAN
提供的服务和VLAN涉及的协议和算法
DA SA Type Data CRC
标准以太网帧
DA
SA
tag
Type
Data TCI
CRC
TPID
Priority CFI VLAN ID
PCA Ip:192.168.2.10/2 4