通信工程专业综合实验(移动)(11页).doc

-通信工程专业综合实验(移动)-第 11 页通信工程专业综合实验实 验 报 告姓 名：学 号：班 级：指导教师：实验一：1、链路层帧格式分析一、 实验目的1、 熟悉网络协议分析原理及分析软件使用。2、 分析Ethernet V2标准规定MAC层帧结构，了解标准规定的MAC层帧结构和TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。二、 实验内容1、 通过对截获帧进行分析，验证MAC层帧结构。2、 初步了解TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。三、 实验原理1、运行ping命令产生网络数据帧并捕获,对网络协议数据的结构进行分析。2、Ping 是Windows系列自带的一个可执行命令。利用它可以检查网络是否能够连通，用好它可以很好地帮助我们分析判定网络故障。应用格式：Ping IP地址。该命令还可以加许多参数使用，具体是键入Ping按回车即可看到详细说明。Ping的基本原理：向目标主机发送一个ICMP回声请求消息给目的地并报告是否收到所希望的ICMP回声应答。 四、实验步骤1、查看自己及需要合作Ping的同组的ip地址。2、启动wireshark，在capture中选中options，在选项中设置要抓包的范围，以及一些其选项。3、和对方组进行ping命令，同时利用wireshark进行抓包，并在一定时间时停止抓包。五、实验分析1、通过对截获帧分析，验证MAC层帧结构。2、初步了解TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。 从wireshark中抓到的包中，我们选择一个TCP包进行分析，截图如下：从图中可以看出，我们截获的一个从ip 192.168.0.46发到ip 192.168.0.70的TCP包。其中，第一、第二字段的六个字节分别为目的地址、源地址；第三字段类别字段，为两个字节，由图我们可以看出类型为IP；第四字段为IP字段；第五字段为TCP字段。所以，我们得到帧结构为：00 e0 4c dd 26 51 00 e0 4c 45 33 1f 08 00 45 0000 28 02 67 40 00 80 06 76 a4 c0 a8 00 2e c0 a800 46 04 3c 00 8b 1b 59 84 0c fc 1a 43 4a 50 11Fe 86 4b f6 00 00 00 00 00 00 00 00由以上分析得： 目的地址：00 e0 4c dd 26 51 源地址：00 e0 4c 45 33 1f 类型：08 00六、 实验心得其实，我并没有上过计算机网络的课，所以对MAC层帧结构的知识了解甚少，而且在这之前也没有接触过wireshark，这个实验开始做的时候，即使听了老师的讲解，我也可以说是云里雾里，直到真正开始自己接触，才对其有了一个浅显的了解，也只是知道了其结构的组成，而对其中再深刻一点的知识也还是不是很了解。不过实验总体来说很简单，也很有意思，很有收获知识的感觉。2、 网络层协议分析一、 实验目的1、 分析ARP 协议报文首部格式，掌握ARP 协议工作原理。2、 分析IP 报文格式。3、 了解ICMP 协议的工作过程。二、 实验内容1、 运行ping命令产生ARP解析过程，捕获网络数据帧。2、 对ARP、IP、ICMP网络层数据包结构进行分析。三、 实验步骤 与上实验唯一不同的是，在实验室的局域网里抓不到IP包，老师为我们接上了外网。四、实验原理同上五、 实验分析ARP包，我们以一个答复ARP为例。ARP标准帧结构：上图ARP包网络层数据：目的地址：00 e0 4c dd 26 51 源地址：00 e0 4c 56 75 7b类型：08 06ICMP包,以一个request包为例帧结构：目的地址：00 e0 4c 1e 50 64 源地址：00 e0 4c 55 82 8c 类型：08 00六、 实验心得本实验和上个实验都是对抓到的包进行分析，MAC帧结构都大同小异，做起来就比较简单了。七、 思考题1、 挑选捕获的一个数据包，写出该数据包中Ethernet帧的结构以及各项信息的含义。答：Ethernet帧结构：7B（前导码）1B（帧前定界符）6B（目的地址）6B（源地址）2B（类型）46-1500B（数据）4B（帧校验）。2、 挑选捕获的一组ARP数据包，画出以太网上ARP请求/应答的帧格式以及各项信息数值。答：ARP数据结构：以太网目的地址（6B）以太网源地址（6B）帧类型（2B）硬件类型（2B）协议类型（2B）硬件地址长度（1B）协议地址长度（1B）OP（2B）发送端以太网地址（6B）发送端IP地址（4B）目的以太网地址（6B）目的IP地址（4B）。3、 捕获数据包的封装协议层次依次有哪些？答：数据包封装协议层次：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。4、 当ping一个局域网中不存在的机器时，会捕捉到什么样的数据包？答：5、 实验步骤6的目的是什么？答：开始菜单中输入“arp d *”和“ping某主机IP地址”命令的目的：使用本命令能够人工删除一个静态项目。6、 讨论：若两台主机不在一个网段内，ping命令执行后捕获的数据包有何不同？答：ping命令发送的数据包在每经过一个路由器的时候生存时间将减1，从而可以计算出两台主机之间的距离。实验二 移动通信系统实验（一） 移动台主被叫实验一、 实验目的1、 掌握移动台主叫正常接续时的信令流程。2、 了解移动台主叫时被叫号码为空号时的信令流程。3、 了解移动台主叫时被叫用户关机或处于忙状态时的信令流程。4、 了解移动台主叫时被叫用户振铃后长时间不接听的信令流程。二、实验仪器1、移动通信实验箱 一台2、台式计算机 一台3、小交换机 一台三、实验原理 处于开机空闲状态的移动台要建立与另一用户的通信，在用户看来只要输入被叫号码，再按发送键，移动台就开始启动程序直到电话拨通。实际上，移动台和网络要经许多步骤才能将呼叫建立起来。以移动台和移动台进行通信为例，就包括主叫移动台和主叫MSC建立信令链接、主叫MSC通过被叫电话号码对被叫用户进行选路，即寻找被叫所处的MSC、被叫MSC寻呼被叫MS并建立信令连接过程等三个过程。四、 实验内容1、 掌握移动通信中移动台主叫时MS和MSC之间的信令过程。2、 掌握主叫MSC和被叫MSC之间的信令过程。五、 实验步骤1、 通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“主叫实验”图标，进入此实验界面。2、 点击“初始化”键，看到消息框中出现“初始化”完成。再点击“开机”键，从而使移动台处于开机状态。3、 移动台主叫实验需要某一个被叫移动台的配合，在教师的协调下，选择一个作为被叫的实验箱，并了解此被叫的电话号码。4、 下面进行呼叫建立正常的实验。（1） 提示被叫通过点击学生平台上的“初始化”、“开机”键，使被叫处于开机空闲状态。（2） 主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮，主叫学生戴上实验箱上配备的耳机，充当话机。主叫移动台开机拨叫被叫号码。主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。（3） 由于被叫处于开机空闲状态，很快被叫学生平台的电话将振铃，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来的ISUP ADRRESS COMPLETE(ACM)消息。主叫MSC将想MS发送ALERTING信令。（4） 被叫振铃后，控制被叫学生平台的学生按动被叫实验界面上的“摘机”键，被叫学生戴上实验箱上配备的耳机。被叫学生平台上将显示被叫MS将向被叫MSC发送CONNECT消息。这时，被叫MSC向主叫MSC发送ISUP ANSWER消息，主叫MSC收到此消息后，将向主叫MS发送CONNECT消息，MS回送CONNECT ACKNOWLEDGE消息。此后，主被叫之间的通话链路完全建立，能够进行通话。主叫学生平台上会提示“进入通话中”。（5） 通话结束，主叫主动挂断电话。主叫学生按动学生平台界面上的“挂机”，并放下实验箱上的电话。主叫学生平台会显示通话链路释放。5、 被叫无应答的情况下的信令流程。（1） 提示被叫通过点击学生平台上的“初始化”、“开机”键，使被叫处于开机空闲状态。（2） 主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮，主叫移动台开机拨叫被叫号码。主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。（3） 由于被叫处于开机空闲状态，很快被叫学生平台的电话将振铃，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来的ISUP ADRRESS COMPLETE(ACM)消息。主叫MSC将想MS发送ALERTING信令。（4） 被叫振铃后，让被叫学生不按动“摘机”键。等待1分钟后，被叫MSC释放链路的信令显示在被叫学生平台上。并且被叫MSC向主叫MSC发送ISUP RELEASE消息，主叫MSC收到此消息后，将进行主叫链路的释放，所有的释放链路的信令将依次显示在主叫学生平台的界面上。6、 进行被叫未开机时的信令流程实验。（1） 让被叫学生按动被叫学生平台上的“关机”键，使被叫移动台处于关机状态。（2） 主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮，主叫学生拿起实验箱上的话筒。主叫移动台开机拨叫被叫号码。主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。（3） 由于被叫移动台处于关机状态，主叫MSC将从被叫MSC收到ISUP RELEASE消息。主叫学生平台上会显示从被叫MSC收到此消息，紧接着是主叫MSC释放链路的信令过程。7、 被叫号码无效时的信令流程。（1） 主叫在学生平台上输入教师规定的一个号码（此号码不对应任何实验箱，因此可认为是个不合法的号码），并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮。（2） 学生平台上会显示紧接着的所有的信令过程。最后会弹出对话框提示“本号码是空号，请挂机”。学生放下电话。8、 进行以上4种情况的实验时，每一实验结束后，结合实验原理中的信令流程图认真分析信令流程并做相应的记录。9、 以上实验时主被叫学生平台均不需要选择“单步”按钮。如果需要选择“单步”按钮，主叫学生平台和被叫学生平台要密切配合，否则会由于一方不按动“下一步”键，整个实验无法继续，导致移动台或者基站的定时器超时，导致异常。 六、 实验分析1、系统文件配置：2、 完成初始化3、呼叫建立正常4、被叫无应答在用户提醒无响应后，显示被叫未开机，然后释放信道。5、 被叫未开机在鉴权应答后准备呼叫时，直接显示被叫未开机。6、 被叫号码无效（二） 移动台被叫实验 一、 实验目的1、 掌握移动台被叫正常接续时的信令流程。2、 掌握通话结束呼叫释放时的信令流程。3、 了解被叫用户振铃后长时间不接听时移动台被叫的信令流程。二、 实验仪器1、移动通信实验箱 一台2、台式计算机 一台3、小交换机 一台三、实验原理 处于开机空闲状态的移动台要建立与另一用户的通信，在用户看来只要输入被叫号码，再按发送键，移动台就开始启动程序直到电话拨通。实际上，移动台和网络要经许多步骤才能将呼叫建立起来。以移动台和移动台进行通信为例，就包括主叫移动台和主叫MSC建立信令链接、主叫MSC通过被叫电话号码对被叫用户进行选路，即寻找被叫所处的MSC、被叫MSC寻呼被叫MS并建立信令连接过程等三个过程。四、 实验内容掌握移动台被叫的信令过程以及通话链路释放信令过程。五、 实验步骤1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“GSM移动台被叫”实验图标，进入此实验界面。2、点击“初始化”键，看到消息框中出现“初始化”完成。再点击“开机”键，从而使移动台处于开机状态。3、移动台被叫实验是同一个主叫移动台配合进行的，在教师的协调下，确定作为主叫的实验箱。4、下面进行呼叫建立正常的实验，主要观察移动台被叫的信令过程。（1）等待主叫移动台拨叫本实验箱上的移动台。由于被叫开机，学生平台上会显示被叫MSC寻呼被叫移动台的信令过程。（2）被叫MSC寻呼被叫移动台结束后，被叫MSC与被叫移动台之间的信令连接建立。过片刻，被叫实验箱振铃。观察学生平台信令的显示，会出现MS向MSC发送ALERTING消息。（3）按动学生平台上的“摘机”键并且佩戴实验箱上的耳机作为电话听筒。观察学生平台的信令显示，会出现MS向MSC发送CONNECT消息，紧接着MSC向MS发送CONNECT ACKNOWLEDGE消息。至此整个通话建立。可以进行通话。5、下面进行通话结束呼叫释放的实验。（1）通话结束，被叫主动挂断电话，观察学生平台上呼叫释放的信令流程。6、下面进行呼叫建立时被叫振铃不应答的实验，观察移动台被叫的信令过程。（1）等待主叫移动台拨叫本实验箱上的移动台。由于被叫开机，学生平台上会显示被叫MSC寻呼被叫移动台的信令过程。（2）被叫MSC寻呼被叫移动台结束后，被叫MSC与被叫移动台之间的信令连接建立。过片刻，被叫实验箱振铃。观察学生平台信令的显示，会出现MS向MSC发送ALERTING消息。（3）被叫学生不按动学生平台上的“摘机”键，等待片刻，由于被叫无应答，会导致被叫端定时器超时，被叫会释放呼叫链路。7、进行以上三种情况的实验时，每一实验结束后，结合实验原理中的信令流程图认真分析信令流程并做相应的记录。8、以上实验时主被叫学生平台均不需要选择“单步”按钮。如果需要选择“单步”按钮，主叫学生平台和被叫学生平台要密切配合，否则会由于一方不按动“下一步”键，整个实验无法继续，导致移动台或者基站的定时器超时，导致异常。 六、实验分析1、初始化2、 呼叫建立正常与主叫实验过程差不多，也是在挂断电话后释放信道。3、 被叫不应答被叫无应答，定时器超时，释放信道。七、 实验心得本次实验是一次非常有意思的实验，让我们了解到了通话的过程，但其实我们的实验做起来并不是那么的顺利。在建立正常呼叫的时候，我们就出现了一个问题，就是对组能够叫通我们，我们却不能叫通他们，然后我们查找了线路的连接问题，然后反复试了好几遍，仍是如此，最终，我们查到是因为配置文件出了问题，我们组配错了交换机的端口号，改过后，实验正常地进行了下去。实验三 900M GSM手机实验一、 实验目的1、 了解GSM模块的基本功能。2、 熟悉AT命令控制GSM模块进行语音通信的流程。3、 掌握TEXT模式和DPU模式下的短信收发命令。二、 实验仪器1、移动通信实验箱 一台2、台式计算机 一台3、GSM网络有效SIM卡（自备） 一张三、实验原理本实验主要围绕如何用AT命令来控制SIM200 GSM模块来实现语音通信和TEXT模式下的短消息发送AT+CREG?查询网络登录状态AT+CSQ查询接收信号强度ATDT<电话号码>主叫拨号ATA被叫摘机ATH0主动挂机或终止电话呼叫AT+CCFC=<reas>,<mode>,<号码>,号码模式呼叫转移与控制AT+CLIP=0或1来电显示与控制AT+CMGF=0或1设置短信工作模式AT+CMGD=<n>删除短信AT+CMGL=<stat>短信列表AT+CMGS四、 实验步骤1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“GSM终端”实验图标，进入如下实验界面。 2、在右边的空白栏输入接收短信的手机号码（11位）3、在短消息收发栏输入要发送的短消息（如123456,Hello!）。4、点击发送短消息5、10秒钟后，查看对应短信是否被手机收到。6、在手机上向实验箱回复短信，查看收到的消息内容。7、点击右下边的摘机图标，向另一台手机拨号，看另一台手机是否有来电显示、振铃。按挂机图标可以挂机。如果另一台手机应答摘机，通过耳机/麦克风可以进行语音通话。8、手机也可以向实验箱发起电话呼叫，按右下边的摘机图标就可以进行通话。9、在左上边的透明数据发送栏中，输入AT命令，就可以通过AT命令直接控制短信收发、电话呼叫等过程；发AT 命令时，必须选中“Tail”选项，代表AT命令的末尾必须添加回车符号<CR>。所发送的AT命令本报告的“实验原理”部分。五、实验分析1、查询网络登录状态显示登录成功，漫游。2、 主叫拨号拨号成功，对方无人接听。3、 被叫摘机使用ATA命令摘机。4、 主动挂机或终止电话呼叫使用ATHO命令主动挂机。5、 呼叫转移与控制呼叫转移成功，关闭无条件呼叫转移功能。删除无条件呼叫转移号码。5、 来电显示与控制来电显示成功。6、 短信操作查看短信列表，查看受到短信。7、 尝试使用3G卡无法登录，无法使用。六、 实验心得 命令操作起来比较容易，但实验收获丰富，做起来很有成就感，期间也有一些小的问题，但都是因为不细心看错了命令而出现问题。在做呼叫转移的时候，我们的命令反馈总是error，于是我们问了老师，原来这个问题可以忽略，当然，最终我们顺利地做完了所有的步骤。