通信工程专业综合实验报告移动通信系统实验.doc

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1、通信工程专业综合实验实验报告姓名 班级 学号 指导教师： 通信工程专业综合实验1实验报告1移动通信系统实验3第四部分 第三章 GSM系统实验3实验名称 移动台主、被叫实验3一、实验目3二、实验原理3三、实验内容4四、实验步骤5五、信令记录及分析8六实验现象、问题分析14七思考题（无）15八心得体会15第一部分 第五章 网络协议分析16实验名称（一） 链路层格式分析16一、实验目16二、实验原理17三、实验内容18四、实验步骤18五、实验步骤所得数据记录及协议分析19六实验现象、问题分析19七思考题20八实验心得23实验名称（二） 网络层协议分析24一、实验目24二、实验原理24三、实验内容25

2、四、实验步骤25五、实验步骤所得数据记录及协议分析26六实验现象、问题分析28七、思考题28八实验心得29第四部分 第三章 GSM系统实验30实验名称 900MHZ GSM手机实验30一、实验目30二、实验原理30三、实验内容33四、实验步骤33五、信令记录及分析34六实验现象、问题分析38七、思考题（无）38八实验心得38移动通信系统实验第四部分 第三章 GSM系统实验实验名称 移动台主、被叫实验 一、实验目 主叫：1、掌握移动台主叫正常接续时信令流程。 2、了解移动台主叫时被叫号码为空号时信令流程。 3、了解移动台主叫时被叫用户关机或处于忙状态时信令流程。 4、了解移动台主叫时被叫用户振铃

3、后长时间不接听信令流程。被叫：1、掌握移动台被叫正常接续时信令流程。 2、掌握通话结束呼叫释放时信令流程。 3、了解被叫用户振铃后长时间不接听时移动台被叫信令流程。 二、实验原理主叫：主叫信令流程原理移动用户做主叫时信令过程从MS向BTS请求信道开始，到主叫用户TCH指配完成为止。一般来说，主叫经过几个大阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TCH指配阶段，取被叫用户路由信息阶段。l接入阶段主要包括：信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，业务请求等几个步骤，经过这个阶段，手机与BTS（BSC）建立了暂时固定关系。l鉴权加密阶段主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立等几

4、个步骤。经过这个阶段，主叫用户身份已经得到了确认，网络认为主叫用户是一个合法用户，允许继续处理该呼叫。lTCH指配阶段主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，主叫用户话音信道已经确定，如果在后面被叫接续过程中不能接通，主叫用户可以通过话音信道听到MSC语音提示。l取被叫用户路由信息阶段主要包括：向HLR请求路由信息；HLR向VLR请求漫游号码；VLR回送被叫用户漫游号码；HLR向MSC回送被叫用户路由信息（MSRN）。MSC收到路由信息后，对被叫用户路由信息进行分析，可以得到被叫用户局向，然后进行话路接续。被叫：移动台被叫信令过程原理以及通话链路释放信令过程原理对移动用户来说，被叫过程从M

5、SC向BSC发起对被叫用户寻呼开始，到主叫与被叫通话为止。一般来说，被叫流程经过几个大阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TCH指配阶段，通话阶段。接入阶段主要包括：手机收到BTS寻呼命令后，信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，寻呼响应。经过这个阶段，手机与BTS（BSC）建立了暂时固定关系。鉴权加密阶段主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立。经过这个阶段，被叫用户身份已经得到了确认，网络认为被叫用户是一个合法用户。TCH指配阶段 主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，被叫用户话音信道已经确定，被叫振铃，主叫听回铃音。如果这时被叫用户摘机，主被叫用户进入通话

6、状态。通话阶段主要包括：计费命令等。三、实验内容主要是分别尝试运用移动台主叫与被叫功能，试验在各种情况下呼叫情况，记录信令过程，具体内容如下边步骤里所列。四、实验步骤 系统文件配置：192.168.0.41,1589000001,12345671,0001,2 （我们小组）192.168.0.33,1589000001,12345671,0002,5 （合作小组）主叫：1、通过串行口将实验箱与电脑连接，给实验箱上电。将及实验箱相连电脑上学生平台程序打开。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

7、状态。 3、移动台主叫实验需要某一个被叫移动台配合，在教师协调下，选择一个作为被叫实验箱，并了解此被叫 号码。 4、下面进行呼叫建立正常实验。 （1）提示被叫通过点击学生平台上“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 号码，并按动对话框边“OK”按钮。点击界面上“呼叫”按钮，主叫学生戴上实验箱上配备耳机，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 将振铃，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来ISUP ADRRESS COMPLETE(ACM)消息。主叫

8、MSC将想MS发送ALERTING信令。 （4）被叫振铃后，控制被叫学生平台学生按动被叫实验界面上“摘机”键，被叫学生戴上实验箱上配备耳机。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 。主叫学生按动学生平台界面上“挂机”，并放下实验箱上 。主叫学生平台会显示通话链路释放。 5、被叫无应答情

9、况下信令流程 （1）提示被叫通过点击学生平台上“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 号码，并按动对话框边“OK”按钮。点击界面上“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 将振铃，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来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释放链路信令显示在被叫学生平台上。并且被叫MSC向主叫MS

10、C发送ISUP RELEASE消息，主叫MSC收到此消息后，将进行主叫链路释放，所有释放链路信令将依次显示在主叫学生平台界面上。 6、进行被叫未开机时信令流程实验。 （1）让被叫学生按动被叫学生平台上“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 号码，并按动对话框边“OK”按钮。点击界面上“呼叫”按钮，主叫学生拿起实验箱上话筒。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

11、信令过程。 7、被叫号码无效时信令流程。 （1）主叫在学生平台上输入教师规定一个号码（此号码不对应任何实验箱，因此可认为是个不合法号码），并按动对话框边“OK”按钮。点击界面上“呼叫”按钮。 （2）学生平台上会显示紧接着所有信令过程。最后会弹出对话框提示“本号码是空号，请挂机”。学生放下 。 8、进行以上4种情况实验时，每一实验结束后，结合实验原理中信令流程图认真分析信令流程并做相应记录。 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，主叫学生平台与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定时器超时，导致异

12、常。 被叫：1、通过串行口将实验箱与电脑连接，给实验箱上电。将及实验箱相连电脑上学生平台程序打开。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，在教师协调下，确定作为主叫实验箱。 4、下面进行呼叫建立正常实验，主要观察移动台被叫信令过程。 （1）等待主叫移动台拨叫本实验箱上移动台。由于被叫开机，学生平台上会显示被叫MSC寻呼被叫移动台信令过程。 （2）被叫MSC寻呼被叫移动台结束后，被叫MSC及被叫移动台之间信令连接建立。过片刻，被叫

13、实验箱振铃。观察学生平台信令显示，会出现MS向MSC发送ALERTING消息。 （3）按动学生平台上“摘机”键并且佩戴实验箱上耳机作为 听筒。观察学生平台信令显示，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实验。 （1）通话结束，被叫主动挂断 ，观察学生平台上呼叫释放信令流程。 6、下面进行呼叫建立时被叫振铃不应答实验，观察移动台被叫信令过程。 （1）等待主叫移动台拨叫本实验箱上移动台。由于被叫开机，学生平台上会显示被叫MSC寻呼被叫移动台信令过程。 （2）被叫MSC寻

14、呼被叫移动台结束后，被叫MSC及被叫移动台之间信令连接建立。过片刻，被叫实验箱振铃。观察学生平台信令显示，会出现MS向MSC发送ALERTING消息。 （1）被叫学生不按动学生平台上“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、进行以上三种情况实验时，每一实验结束后，结合实验原理中信令流程图认真分析信令流程并做相应记录。 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，主叫学生平台与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定时器超时，导致异常。 五、信令记录及分析主叫

15、：Friday, April 13, 2012 12:08:3212:05:22-初始化完成12:05:26BS-MS-GET_SYSTEMINF3-广播消息12:05:26MS-BS-CHANNEL REQUEST-申请信道12:05:27BS-MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:05:27MS-MSC-LOCATION UPDATING REQUEST-位置更新请求12:05:27BS-MS-L2_UA12:05:27MSC-MS-AUTHENTICATION REQUEST-鉴权请求12:05:27MS-MSC-AUTHENTICATION RESPONS

16、E-鉴权应答12:05:27BS-MS-LOCATION UPDATING ACCEPT12:05:28MS-BS-TMSI_RELOCATION_COMPLETE12:05:28BS-MS-Channel release12:05:28MS-BS-L2_DISC12:05:28BS-MS-L2_UA12:05:33MS-BS-CHANNEL REQUEST-申请信道12:05:33BS-MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:05:34MS-MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:05:34BS-MS-L2_UA12:05:34MSC-MS-AUTHEN

17、TICATION REQUEST-鉴权请求12:05:34MS-MSC-AUTHENTICATION RESPONSE-鉴权应答12:05:34MS-MSC-SET_UP被叫关机时，主叫部分的信令流程12:05:35MSC-MS-Call Proceeding12:05:35对方MSC-本MSC-ISUP_RELEASE-被叫未开机 12:05:35MSC-MS-DISCONNECT-被叫未开机12:05:36MS-MSC-RELEASE12:05:36BS-MS-Release Complete12:05:36BS-MS-Channel release12:05:37MS-BS-L2_DIS

18、C12:05:37BS-MS-L2_UA12:06:07MS-BS-CHANNEL REQUEST-申请信道12:06:07BS-MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:06:07MS-MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:06:07BS-MS-L2_UA12:06:07MSC-MS-AUTHENTICATION REQUEST-鉴权请求12:06:07MS-MSC-AUTHENTICATION RESPONSE-鉴权应答12:06:08MS-MSC-SET_UP12:06:08MSC-MS-Call Proceeding12:06:11对方MSC-本M

19、SC-ISUP ADDRESS COMPLETE-被叫已振铃12:06:12MSC-MS-ALERTING12:06:12对方MSC-本MSC-ISUP_ANSWER-被叫摘机12:06:13MSC-MS-Connect12:06:13MS-MSC-CONNECT ACK12:06:19MS-MSC-DISCONNECT-挂断 12:06:19MSC-MS-RELEASE12:06:19MS-MSC-RELEASE COMPLETE12:06:19BS-MS-Channel release12:06:20MS-BS-L2_DISC12:06:20BS-MS-L2_UA12:06:33MS-BS

20、-CHANNEL REQUEST-申请信道12:06:33BS-MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:06:33MS-MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:06:33BS-MS-L2_UA12:06:33MSC-MS-AUTHENTICATION REQUEST-鉴权请求12:06:33MS-MSC-AUTHENTICATION RESPONSE-鉴权应答12:06:34MS-MSC-SET_UP12:06:34MSC-MS-Call Proceeding被叫振铃后无应答时的，移动台主叫部分的信令流程12:06:38对方MSC-本MSC-ISUP AD

21、DRESS COMPLETE-被叫已振铃12:06:38MSC-MS-ALERTING12:07:18对方MSC-本MSC-ISUP_RELEASE-用户提醒无响应12:07:19MSC-MS-DISCONNECT-被叫未开机12:07:19MS-MSC-RELEASE12:07:19BS-MS-Release Complete12:07:19BS-MS-Channel release12:07:20MS-BS-L2_DISC12:07:20BS-MS-L2_UA12:07:38MS-BS-CHANNEL REQUEST-申请信道12:07:38BS-MS-GET_IMMEDIATEASSIG

22、NMENT-立即分配12:07:38MS-MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:07:38BS-MS-L2_UA12:07:38MSC-MS-AUTHENTICATION REQUEST-鉴权请求12:07:38MS-MSC-AUTHENTICATION RESPONSE-鉴权应答12:07:39MS-MSC-SET_UP12:08:10BS-MS-Release Complete12:08:10BS-MS-Channel release12:08:10MS-BS-L2_DISC12:08:11BS-MS-L2_UA12:08:14MS-BS-CHANNEL REQUEST-申请信

23、道12:08:14BS-MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配被叫号码无效时，移动台主叫的信令12:08:14MS-MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:08:14BS-MS-L2_UA12:08:14MSC-MS-AUTHENTICATION REQUEST-鉴权请求 12:08:14MS-MSC-AUTHENTICATION RESPONSE-鉴权应答12:08:15MS-MSC-SET_UP12:08:16BS-MS-Release Complete12:08:16BS-MS-Channel release12:08:16MS-BS-L2_DISC12

24、:08:16BS-MS-L2_UA12:08:22MS-BS-CHANNEL REQUEST-申请信道12:08:22BS-MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:08:22MS-MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:08:22BS-MS-L2_UA12:08:22MSC-MS-AUTHENTICATION REQUEST-鉴权请求12:08:22MS-MSC-AUTHENTICATION RESPONSE-鉴权应答12:08:23MS-MSC-SET_UP12:08:23MSC-MS-Call Proceeding12:08:26对方MSC-本MSC-

25、ISUP ADDRESS COMPLETE-被叫已振铃12:08:27MSC-MS-ALERTING被叫摘机，呼叫成功的信令12:08:28对方MSC-本MSC-ISUP_ANSWER-被叫摘机12:08:29MSC-MS-Connect12:08:29MS-MSC-CONNECT ACK被叫挂断，通话结束的信令12:08:31对方MSC-本MSC-ISUP_RELEASE-挂断 12:08:32MSC-MS-DISCONNECT-被叫未开机被叫：（信令截图）1.正常呼叫过程中，移动台被叫部分信令流程：2. 被叫振铃后无应答时，移动台被叫部分信令流程3.呼叫是空号时信令流程4.被叫主动挂断,呼

26、叫链路释放信令流程（合作那组信令流程）六实验现象、问题分析 在实验过程中，我们出现了几个小问题：1. 一开始，我们两个小组之间不能顺利进行通信，经检查发现先是对方在输入拨号码地方输入是她们自己号码而不是我们；2. 后来发现还是不通是因为系统配置文件没有进行配置；3. 还有就是耳机出现问题，一方能听到对方说话一方不行，后来发现是耳机插孔与录音插孔插反了。4. 由于实验中我们信令文件与截图没有取完整，所以在后来又重新不做了一次，作为被叫一方还需要从主叫一方拷取一个文件（就是上个项目中“被叫主动挂断,呼叫链路释放信令流程”）。七思考题（无）八心得体会 在这次实验中，我们主要实现是移动台主被叫功能。实

27、验本身内容不多，操作也较为简单，但是在一些细节操作上还是需要十分注意，比如说在连接仪器设备时，我们要注意一定不要开着电脑带电操作连接实验箱与电脑步骤，还有就是交换机接口与配置文件设置要一一对应等等。我们在实验过程中就因为一些细节操作上疏忽而产生了一些问题，经过刚才实验现象核问题分析，可以总结出我们在实验中几点不足与需要改进地方：首先是操作上细心，在系统配置文件设置上与耳机插入上问题其实应该能避免，但是由于我们不细心，导致实验过程受到阻塞，今后应该要避免再犯这种初级性错误；然后是记录数据与信令截图保存上问题，每每是实验完写报告时才发现需要记录数据不够或者不全，这种现象主要还是对实验内容了解不够充

28、分，要解决这个问题最好方法是今后做实验之前，多少要大致了解一下实验主要内容，这样好在实验后保留下正确、所需一切数据资料，这样也可以避免重复做无用功；最后是关于实验学习体会，我认为本次实验主要是想让我们熟悉一下移动台基本呼叫功能，了解一下主被叫基本原理知识，以便在之后实验中有打下一定基础，而这应该也是这一阶段实验一个基垫吧。第一部分 第五章 网络协议分析实验名称（一） 链路层格式分析一、实验目 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IEEE802.3标准规定MAC层帧结构与TCP/IP主要协议与协议层次结构。二、实验原理1.Ethern

29、et V2标准MAC帧格式DIX Ethernet V2标准时指数字设备公司、英特尔公司与施乐公司在1982年联合公布一个标准。它是目前最常用MAC帧格式。该格式比较简单，有五个字段组成。第一、二字段分别是目地址与源地址字段，长度是6字节，第三字段是类型字段，长度是2字节，标志上一层使用协议类型；第四字段是数据字段，长度在461500字节之间 ；第五字段是帧校验序列FCS，长度是4字节。此外，为了使发送端与接收端达到位同步，实际传送时要在MAC帧前设置同步码（7字节）与帧首定界符（1字节）。这两个字段与帧校验序列FCS在网卡接受MAC帧时被去掉了，因此实验中抓包软件截获报文中没有这些字段。2.

30、IEEE802.3标准MAC帧格式IEEE802.3标准实际主要特点是MAC层能够知道其有效数据长度并能够为局域网提供面向连接服务。及DIX Ethernet V2标准相比要复杂一些。IEEE802.3帧第一、二字段分别是目地址与源地址字段，长度都是6字节；第三字段是长度/类型字段。如果该字段小于1500则表示MAC帧数据长度；如果其数值大于0X0600，就表示类型，即上层协议类型。3.PING命令Ping 是Windows系列自带一个可执行命令。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。Ping基本原理：向目标主机发送一个ICMP回声请求消息给目地并报告是否收

31、到所希望ICMP回声应答。Ping命令格式：Ping -t -a -n count -l length -f destination-list。Ping 命令可以用来验证及远程计算机连接。(该命令只有在安装了TCP/IP协议后才能使用) 常用参数说明：-t ：一直Ping指定计算机,直到从键盘按下Ctrl+C中断。 -a ：将地址解析为计算机NetBios名。 -n ：发送count指定ECHO数据包数，通过这个命令可以自己定义发送个数，对衡量网络速度很有帮助。能够测试发送数据包返回平均时间，及时间快慢程度。默认值为 4。 -l ：发送指定数据量ECHO数据包。默认为 32 字节；最大值是65

32、500byt。 -f ：在数据包中发送“不要分段”标志,数据包就不会被路由上网关分段。通常你所发送数据包都会通过路由分段再发送给对方，加上此参数以后路由就不会再分段处理。三、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主要协议与协议层次结构。3.基本实验方法：运行ping命令产生网络数据帧并捕获对网络协议数据结构进行分析四、实验步骤 1.启动Ethereal/Wireshark软件。2.在“Capture”菜单中选择“Options”菜单选项，在Options设置窗口中把捕获参数设置为非混杂模式。3.点击“Start”按钮开始捕获数据包，当网络中无关数据包过多

33、时，可在捕获过滤器中选择仅捕获带有本机MAC地址帧。4.选择邻实验台其它机器IP地址，进行Ping命令操作，待数据包基本稳定后点击“stop”按钮。5.选中被捕获一个数据包，在详细信息窗口中逐层观察各协议层详细信息。6.分析Ethernet帧中结构以及各项信息含义。7.选择“File”菜单中“Save”保存捕获信息。五、实验步骤所得数据记录及协议分析链路层各协议帧详细信息：按步骤截获到数据包记录：（我们地址是192.168.0.41 ping 对方192.168.0.33）Ethernet帧（详细分析见思考题1）六实验现象、问题分析在实验中遇到主要问题是在使用Wireshark软件与截取数据包

34、时操作问题：1. 使用Wireshark软件时，我们一开始不太会选择有用数据包选项操作，后来才弄明白可以用滤波器设置；2. 而截取数据包时问题是我们无法截取到外网数据，后来发现不是我们设置操作问题而是网线连接问题。七思考题1.挑选捕获一个数据包，写出该数据包中Ethernet帧结构以及各项信息含义。答：数据包：Ethernet帧结构以及各项信息含义：Ethernet帧结构:| 前序| 目地址| 源地址| 0x8137| IPX 数据报 | FCS| 8 byte |6 byte | 6 byte | 2 byte | 461500 byte| 4 byte|各项信息含义:Src源地址简写;Ds

35、t目标地址简写;Destination目标地址;Source源地址Type数据类型2.挑选捕获一组ARP数据包，画出以太网上ARP请求/应答帧格式以及各项信息数值。答：ARP协议数据包：ARP请求帧：ARP应答帧：ARP协议分析：ARP首部组成成分为：硬件类型（Hardware type）、协议类型（Protocol type）、硬件地址长度(Hardware size)、协议地址长度(Protocol size)与选项，其中硬件类型、协议类型与选项属于网络字节序。各项信息数值填写：（下图中横线上所填数值）0x00020x0001460x00010x08003.捕获数据包封装协议层次依次有哪些

36、？答：依次有ARP协议、ICMP协议八实验心得 在这个实验中，我主要知道了以太网帧结构与ARP报文格式内各信息含义；还有，在进行ping命令操作后，双方ICMP数据报是有不同。由于我们组都没有选修下一代互联网，所以在做实验过程中对于协议、数据包分析与截获不太明白，不过在合作小组与教师帮助下也比较顺利完成了实验，但回去后我觉得还是需要自己学习一些协议上知识，所以在写报告处理数据过程中，我通过查找资料与询问同学知道了实验中一些错误认为，比如说一开始IP协议与ICMP协议是一样，现在已经知道它们是两种协议，也知道它们之间区别了。还有就是对以太网帧结构有了一个整体了解，这也是整个网络协议分析实验总协议

37、帧结构学习，因为每层结构协议中都及以太网帧结构有关。 总之关于这次实验，我对链路层协议帧结构有了一定了解，也能比较成功完成实验任务，达到实验目标。实验名称（二） 网络层协议分析一、实验目 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协议工作过程二、实验原理1.ARP协议ARP是地址解析协议简称。在实际通信中，物理网络使用硬件地址进行报文传输，IP地址不能被物理网络所识别，所以必须建立两种地址间映射关系，这一过程称为地址解析。用于将IP地址解析成硬件地址协议就称为地址解析协议。ARP为动态协议，即该解析过程是自动完成。在每台使用ARP主机中，都

38、保留了一个专用内存区，存放最近IP地址及硬件地址对应关系。一旦收到ARP应答，主机就将获得IP地址及硬件地址对应关系存到缓存中。当发送报文时，首先去缓存中查找相应项，如果找到相应项后，便将报文直接发送出去；如果找不到，再利用ARP协议进行解析，ARP缓存信息在一定时间内有效，过期不更新就会被删除。在同一网段主机间进行通信时，利用ARP协议进行地址解析过程不同。通信开始时，如果在ARP缓存中查找不到对方主机硬件地址，则源主机直接发送ARP请求报文，目主机对此请求报文做出应答即可。ARP命令可用于显示与修改“地址解析协议(ARP)”缓存中项目。ARP缓存中包含一个或多个表，它们用于存储IP地址及其

39、经过解析以太网或令牌环物理地址。计算机上安装每一个以太网或令牌环网络适配器都有自己单独表。如果在没有参数情况下使用，则arp命令将显示帮助信息。语法：arp-aInetAddr-NIfaceAddr-dInetAddrIfaceAddr参数解析：-aInetAddr：显示所有接口当前ARP缓存表。要显示特定IP地址ARP缓存项，请使用带有InetAddr参数arp-a，此处InetAddr代表IP地址。如果未指定InetAddr，则使用第一个适用接口。 -dInetAddrIfaceAddr：删除指定IP地址项，此处InetAddr代表IP地址。对于指定接口，要删除表中某项，请使用IfaceA

40、ddr参数，此处IfaceAddr代表指派给该接口IP地址。要删除所有项，请使用星号(*)通配符代替InetAddr。 /?：在命令提示符下显示帮助。2. IP协议IP协议是一种无连接、点对点数据报传送协议，它位于网络层，且能将来自底层不同物理网络帧统一为IP数据报提供给传输层使用。因此，IP协议使得各种异构物理网络互联变得容易。3.ICMP协议ICMP是因特网控制报文协议缩写。ICMP允许路由器或主机报告差错情况与提供有关信息，用以调试与监视网络。在网络中，ICMP协议作为IP层数据报数据，封装在IP数据报中进行传输，但ICMP并非高层协议，而仍被视为网络层协议。三、实验内容1. 运行pin

41、g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析四、实验步骤 1.启动Ethereal/Wireshark软件。2.在“Captrue”菜单中选择“Options”菜单选项，在Options设置窗口中把捕获参数设置为非混杂模式。3.点击“Start”按钮开始捕获数据包。4.在开始菜单中点击“运行”，选择邻实验台其它机器IP地址，进行Ping命令操作，待命令执行完毕，数据包基本稳定后点击“stop”按钮停止捕获。当网络中ARP解析过程较多时，会捕捉到其它主机解析数据包，为了使实验结果清晰，可以将捕获数据包过滤器设置为仅本机IP地址。5.选中被捕获一

42、个ICMP协议数据包，在详细信息窗口中观察并记录IP数据报详细信息，分析数据报结构以及各项信息含义。6.在“Capture”菜单中选择“Start”菜单选项，重新开始捕获数据包。此时，在开始菜单“运行”窗口中，输入“arp-d*”与“ping某主机IP地址”命令，ping命令执行完毕并且数据捕获基本稳定后，点击“Stop”按钮停止捕获。7.根据捕获到ARP数据包，分析ARP协议地址解析过程。五、实验步骤所得数据记录及协议分析网络层各协议帧详细信息：ARP数据包:ARP数据报详细信息第 40 页Hardware type 硬件类型Protocol type 协议类型Hardware size 硬

43、件地址长度Protocol size协议地址长度Opcode选项Sender MAC address源物理地址Sender IP address源IP地址Target MAC address目标物理地址Target IP address目标IP地址ICMP数据包：IP数据报详细信息为：分析数据报结构以及各项信息含义：Version版本号，为4.0版本；Header length 报头长度为20bytes；Differentiated Services Field 服务类型；Identification 标识位；Flags 标志位；Fragment offset 片偏移，为0；Time to l

44、ive 生存时间，最高为128；Protocol协议类型；Header checksum 头校验；Source 源IP地址；Destination 目IP地址；Total length IP数据报总长度为60byte六实验现象、问题分析1.在实验中发现ARP数据包抓取是总是8个，原来是请求与发送共四组，每组一次请求一次应答；2. Ping本机网关或本网IP地址，这样是为了检查硬件设备是否有问题，也可以检查本机及本地网络连接是否正常；七、思考题1.当ping一个局域网中不存在机器是，会捕捉到什么样数据包？答：所ping机器不存在时候源端发送4次ARP广播无回应后将自动放弃，会捕获到“Request timed out”数据包。2.根据实验数据，说明ARP地址解析工作过程。答：ARP地址解析过程是首先从源地址向局域网发送一个广播来寻找，广播中附带着源端相关地址信息，并附带目标端IP信息，之后收到广播后有对应IP地址机器向源机器发送一个回应信息，其中附带着目标机物理地址信息。3.实验步骤6目是什么？答：步骤6目是清除当前ARP缓存表，让本机在ping目标机器时候发送ARP信息。4.讨论：若两台主机不在一个网段内，ping命令执行后捕获数据包有何不同？答：若两台主机不在同一网段内，那么ping命令发送数据包在每经过一个路由器时候生存时间将减1，从而可以计算出两台主机之间距离。八实验心得