通信工程专业综合实验报告---移动通信系统实验.doc

通信工程专业综合实验 实验报告 1 通信工程专业综合实验通信工程专业综合实验 实验报告实验报告 姓名 班级 学号 指导教师 通信工程专业综合实验 实验报告 2 通信工程专业综合实验通信工程专业综合实验 1 实验报告实验报告 1 移动通信系统实验移动通信系统实验 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 实验目的 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 实验目的 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 实验目的 24 二 实验原理 24 三 实验内容 25 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 实验目的 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 通信工程专业综合实验 实验报告 3 移动通信系统实验移动通信系统实验 第四部分第四部分 第三章第三章 GSM 系统实验系统实验 实验名称实验名称 移动台主 被叫实验移动台主 被叫实验 一 实验目的一 实验目的 主叫 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 被叫 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 实验原理二 实验原理 主叫主叫 主叫信令流程原理 移动用户做主叫时的信令过程从 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 主叫经过几个大的阶段 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 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 手机和 BTS BSC 建立了暂时固定的关系 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 建立等几个步骤 经过这个阶段 主叫用户的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 通信工程专业综合实验 实验报告 4 TCH 指配阶段主要包括 指配命令 指配完成 经过这个阶段 主叫用户的话音信道 已经确定 如果在后面被叫接续的过程中不能接通 主叫用户可以通过话音信道听到 MSC 的语音提示 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 回送被叫用户的漫游号码 HLR 向 MSC 回送被叫用户的路由信息 MSRN MSC 收到 路由信息后 对被叫用户的路由信息进行分析 可以得到被叫用户的局向 然后进行话路 接续 被叫被叫 移动台被叫的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 被叫的过程从 MSC 向 BSC 发起对被叫用户的寻呼开始 到主叫和被 叫通话为止 一般来说 被叫流程经过几个大的阶段 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 的寻呼命令后 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 手机和 BTS BSC 建立了暂时固定的关系 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 被叫用户的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 被叫用户的话音信 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状 态 通话阶段主要包括 计费命令等 三 实验内容三 实验内容 主要是分别尝试运用移动台主叫和被叫功能 试验在各种情况下的呼叫情况 记录信 令过程 具体内容如下边步骤里所列 四 实验步骤四 实验步骤 系统文件配置 系统文件配置 通信工程专业综合实验 实验报告 5 192 168 0 411589000001 12345671 0001 2 我们小组 192 168 0 331589000001 12345671 0002 5 合作小组 主叫 主叫 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 通信工程专业综合实验 实验报告 6 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 被叫 被叫 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 通信工程专业综合实验 实验报告 7 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 1 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 通信工程专业综合实验 实验报告 8 五 信令记录及分析五 信令记录及分析 主叫 主叫 Friday April 13 2012 12 08 32 12 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 UA 12 05 27MSC MS AUTHENTICATION REQUEST 鉴权请求 12 05 27MS MSC AUTHENTICATION RESPONSE 鉴权应答 12 05 27BS MS LOCATION UPDATING ACCEPT 12 05 28MS BS TMSI RELOCATION COMPLETE 12 05 28BS MS Channel release 12 05 28MS BS L2 DISC 12 05 28BS MS L2 UA 12 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 REQUEST 12 05 34BS MS L2 UA 12 05 34MSC MS AUTHENTICATION REQUEST 鉴权请求 12 05 34MS MSC AUTHENTICATION RESPONSE 鉴权应答 通信工程专业综合实验 实验报告 9 12 05 34MS MSC SET UP 12 05 35MSC MS Call Proceeding 12 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 RELEASE 12 05 36BS MS Release Complete 12 05 36BS MS Channel release 12 05 37MS BS L2 DISC 12 05 37BS MS L2 UA 12 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 REQUEST 12 06 07BS MS L2 UA 12 06 07MSC MS AUTHENTICATION REQUEST 鉴权请求 12 06 07MS MSC AUTHENTICATION RESPONSE 鉴权应答 12 06 08MS MSC SET UP 12 06 08MSC MS Call Proceeding 12 06 11 对方 MSC 本 MSC ISUP ADDRESS COMPLETE 被叫已振铃 12 06 12MSC MS ALERTING 12 06 12 对方 MSC 本 MSC ISUP ANSWER 被叫摘机 12 06 13MSC MS Connect 12 06 13MS MSC CONNECT ACK 被叫关机时 主 叫部分的信令流 程 通信工程专业综合实验 实验报告 10 12 06 19MS MSC DISCONNECT 挂断电话 12 06 19MSC MS RELEASE 12 06 19MS MSC RELEASE COMPLETE 12 06 19BS MS Channel release 12 06 20MS BS L2 DISC 12 06 20BS MS L2 UA 12 06 33MS BS CHANNEL REQUEST 申请信道 12 06 33BS MS GET IMMEDIATEASSIGNMENT 立即分配 12 06 33MS MSC CM SERVICE REQUEST 12 06 33BS MS L2 UA 12 06 33MSC MS AUTHENTICATION REQUEST 鉴权请求 12 06 33MS MSC AUTHENTICATION RESPONSE 鉴权应答 12 06 34MS MSC SET UP 12 06 34MSC MS Call Proceeding 12 06 38 对方 MSC 本 MSC ISUP ADDRESS COMPLETE 被叫已振铃 12 06 38MSC MS ALERTING 12 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 RELEASE 12 07 19BS MS Release Complete 12 07 19BS MS Channel release 12 07 20MS BS L2 DISC 被叫振铃后无应 答时的 移动台 主叫部分的信令 流程 通信工程专业综合实验 实验报告 11 12 07 20BS MS L2 UA 12 07 38MS BS CHANNEL REQUEST 申请信道 12 07 38BS MS GET IMMEDIATEASSIGNMENT 立即分配 12 07 38MS MSC CM SERVICE REQUEST 12 07 38BS MS L2 UA 12 07 38MSC MS AUTHENTICATION REQUEST 鉴权请求 12 07 38MS MSC AUTHENTICATION RESPONSE 鉴权应答 12 07 39MS MSC SET UP 12 08 10BS MS Release Complete 12 08 10BS MS Channel release 12 08 10MS BS L2 DISC 12 08 11BS MS L2 UA 12 08 14MS BS CHANNEL REQUEST 申请信道 12 08 14BS MS GET IMMEDIATEASSIGNMENT 立即分配 12 08 14MS MSC CM SERVICE REQUEST 12 08 14BS MS L2 UA 12 08 14MSC MS AUTHENTICATION REQUEST 鉴权请求 12 08 14MS MSC AUTHENTICATION RESPONSE 鉴权应答 12 08 15MS MSC SET UP 12 08 16BS MS Release Complete 12 08 16BS MS Channel release 12 08 16MS BS L2 DISC 被叫号码无效时 移动台主叫的信 令 通信工程专业综合实验 实验报告 12 12 08 16BS MS L2 UA 12 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 REQUEST 12 08 22BS MS L2 UA 12 08 22MSC MS AUTHENTICATION REQUEST 鉴权请求 12 08 22MS MSC AUTHENTICATION RESPONSE 鉴权应答 12 08 23MS MSC SET UP 12 08 23MSC MS Call Proceeding 12 08 26 对方 MSC 本 MSC ISUP ADDRESS COMPLETE 被叫已振铃 12 08 27MSC MS ALERTING 12 08 28 对方 MSC 本 MSC ISUP ANSWER 被叫摘机 12 08 29MSC MS Connect 12 08 29MS MSC CONNECT ACK 12 08 31 对方 MSC 本 MSC ISUP RELEASE 挂断电话 12 08 32MSC MS DISCONNECT 被叫未开机 被叫 信令截图 被叫 信令截图 1 正常呼叫的过程中 移动台被叫部分的信令流程 被叫摘机 呼叫 成功的信令 被叫挂断 通话 结束的信令 通信工程专业综合实验 实验报告 13 2 被叫振铃后无应答时的 移动台被叫部分的信令流程 3 呼叫是空号时的信令流程 通信工程专业综合实验 实验报告 14 4 被叫主动挂断 呼叫链路释放的信令流程 合作那组的信令流程 六 实验现象 问题分析六 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 码的地方输入的是她们自己的号码而不是我们的 通信工程专业综合实验 实验报告 15 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和 录音插孔插反了 4 由于实验中我们的信令文件和截图没有取完整 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 呼叫链路释放的信令流程 七 思考题 无 七 思考题 无 八 心得体会八 心得体会 在这次的实验中 我们主要实现的是移动台主被叫功能 实验本身内容不多 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的 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和电脑的步骤 还有就是交换机接口和配置 文件的设置要一一对应等等 我们在实验的过程中就因为一些细节操作上的疏忽而产生了一些问题 经过刚才的实 验现象核问题的分析 可以总结出我们在实验中的几点不足和需要改进的地方 首先是操 作上的细心 在系统配置文件设置上和耳机插入上的问题其实应该能避免的 但是由于我 们的不细心 导致实验过程受到阻塞 今后应该要避免再犯这种初级性的错误 然后是记 录数据和信令截图的保存上的问题 每每是实验完写报告时才发现需要记录的数据不够或 者不全 这种现象主要还是对实验内容了解的不够充分 要解决这个问题的最好方法是今 后做实验之前 多少要大致了解一下实验主要的内容 这样好在实验后保留下正确的 所 需的一切数据资料 这样也可以避免重复做无用功 最后是关于实验的学习体会 我认为 本次实验主要是想让我们熟悉一下移动台的基本呼叫功能 了解一下主被叫的基本原理知 识 以便在之后的实验中有打下一定的基础 而这应该也是这一阶段实验的一个基垫吧 通信工程专业综合实验 实验报告 16 第一部分第一部分 第五章第五章 网络协议分析网络协议分析 实验名称 一 实验名称 一 链路层格式分析链路层格式分析 一 实验目的一 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 IEEE802 3 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 通信工程专业综合实验 实验报告 17 二 实验原理二 实验原理 1 Ethernet V2 标准的 MAC 帧格式 DIX Ethernet V2 标准时指数字设备公司 英特尔公司和施乐公司在 1982 年联合公布的 一个标准 它是目前最常用的 MAC 帧格式 该格式比较简单 有五个字段组成 第一 二 字段分别是目的地址和源地址字段 长度是 6 字节 第三字段是类型字段 长度是 2 字节 标志上一层使用的协议类型 第四字段是数据字段 长度在 46 1500 字节之间 第五字段 是帧校验序列 FCS 长度是 4 字节 此外 为了使发送端和接收端达到位同步 实际传送时要在 MAC 帧前设置同步码 7 字节 和帧首定界符 1 字节 这两个字段和帧校验序列 FCS 在网卡接受 MAC 帧时被去 掉了 因此实验中抓包软件截获的报文中没有这些字段 2 IEEE802 3 标准的 MAC 帧格式 IEEE802 3 标准实际的主要特点是 MAC 层能够知道其有效数据的长度并能够为局域网 提供面向连接的服务 与 DIX Ethernet V2 标准相比要复杂一些 IEEE802 3 帧的第一 二字段分别是目的地址和源地址字段 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 帧数据的长度 如果其数值大于 0X0600 就表示类型 即上层协议的类型 3 PING 命令 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 通信工程专业综合实验 实验报告 18 好它可以很好地帮助我们分析判定网络故障 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 Ping 命令格式 Ping t a n count l length f destination list Ping 命令可以用来 验证与远程计算机的连接 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 指定的计算机 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 指定的 ECHO 数据包数 通过这个命令可以自己定义发送的个数 对 衡量网络速度很有帮助 能够测试发送数据包的返回平均时间 及时间的快慢程度 默认 值为 4 l 发送指定数据量的 ECHO 数据包 默认为 32 字节 最大值是 65500byt f 在数据包中发送 不要分段 标志 数据包就不会被路由上的网关分段 通常你所 发送的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 的主要协议和协议的层次结构 3 基本实验方法 运行 ping 命令产生网络数据帧并捕获 对网络协议数据的结构进行分析 四 实验步骤四 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时 可在捕获过滤器中选 择仅捕获带有本机 MAC 地址的帧 通信工程专业综合实验 实验报告 19 4 选择邻实验台的其它机器 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 选中被捕获的一个数据包 在详细信息窗口中逐层观察各协议层的详细信息 6 分析 Ethernet 帧中的结构以及各项信息的含义 7 选择 File 菜单中的 Save 保存捕获信息 五 实验步骤所得数据记录及协议分析五 实验步骤所得数据记录及协议分析 链路层各协议帧的详细信息链路层各协议帧的详细信息 按步骤截获到的数据包记录 我们的地址是 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 问题分析六 实验现象 问题分析 在实验中遇到的主要问题是在使用 Wireshark 软件和截取数据包时的操作问题 1 使用 Wireshark 软件时 我们一开始不太会选择有用的数据包选项的操作 后来才弄 明白可以用滤波器设置 2 而截取数据包时的问题是我们无法截取到外网的数据 后来发现不是我们设置操作的 通信工程专业综合实验 实验报告 20 问题而是网线连接的问题 七 思考题七 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 数据包 EthernetEthernet 帧的结构以及各项信息的含义帧的结构以及各项信息的含义 EthernetEthernet 帧的结构帧的结构 前序 目的地址 源地址 0 x8137 IPX 数据报 FCS 8 byte 6 byte 6 byte 2 byte 46 1500 byte 4 byte 各项信息的含义各项信息的含义 Src 源地址简写 Dst 目标地址简写 Destination 目标地址 Source 源地址 Type 数据类型 通信工程专业综合实验 实验报告 21 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 协议数据包 ARPARP 请求帧 请求帧 ARPARP 应答帧 应答帧 通信工程专业综合实验 实验报告 22 ARPARP 协议分析 协议分析 ARP 的首部组成成分为 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 和选项 其中硬件类型 协议类型和选项 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 3 捕获数据包的封装协议层次依次有哪些 答 依次有 ARP 协议 ICMP 协议 0 x0002 0 x0800 0 x0001 6 0 x0001 4 通信工程专业综合实验 实验报告 23 八 实验心得八 实验心得 在这个实验中 我主要知道了以太网的帧结构和 ARP 报文格式内各信息的含义 还有 在进行 ping 命令操作后 双方 ICMP 的数据报是有不同的 由于我们组都没有选修下一代 互联网 所以在做实验的过程中对于协议 数据包的分析和截获不太明白 不过在合作小 组和老师的帮助下也比较顺利的完成了实验 但回去后我觉得还是需要自己学习一些协议 上的知识 所以在写报告处理数据的过程中 我通过查找资料和询问同学知道了实验中的 一些错误的认为 比如说一开始 IP 协议和 ICMP 协议是一样的 现在已经知道它们是两种 协议 也知道它们之间的区别了 还有就是对以太网的帧结构有了一个整体的了解 这也 是整个网络协议分析实验的总的协议帧结构的学习 因为每层结构的协议中都与以太网帧 结构有关 总之关于这次的实验 我对链路层的协议帧结构有了一定的了解 也能比较成功的完 成实验任务 达到实验目标 实验名称 二 实验名称 二 网络层协议分析网络层协议分析 一 实验目的一 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 实验原理二 实验原理 1 ARP 协议 ARP 是地址解析协议的简称 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的映射关系 这一过程称为地址 通信工程专业综合实验 实验报告 24 解析 用于将 IP 地址解析成硬件地址的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的 在每台使用 ARP 的主机中 都保留了一个专用的内存区 存放最近的 IP 地址与硬件地 址的对应关系 一旦收到 ARP 应答 主机就将获得的 IP 地址与硬件地址的对应关系存到缓 存中 当发送报文时 首先去缓存中查找相应的项 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 在同一网段的主机间进行通信时 利用 ARP 协议进行地址解析的过程不同 通信开始 时 如果在 ARP 缓存中查找不到对方主机的硬件地址 则源主机直接发送 ARP 请求报文 目的主机对此请求报文做出应答即可 ARP 命令可用于显示和修改 地址解析协议 ARP 缓存中的项目 ARP 缓存中包含一 个或多个表 它们用于存储 IP 地址及其经过解析的以太网或令牌环物理地址 计算机上安 装的每一个以太网或令牌环网络适配器都有自己单独的表 如果在没有参数的情况下使用 则 arp 命令将显示帮助信息 语法 arp a InetAddr N IfaceAddr d InetAddr IfaceAddr 参数解析 a InetAddr 显示所有接口的当前 ARP 缓存表 要显示特定 IP 地址的 ARP 缓存项 请使用带有 InetAddr 参数的 arp a 此处的 InetAddr 代表 IP 地址 如果未指定 InetAddr 则使用第一个适用的接口 d InetAddr IfaceAddr 删除指定的 IP 地址项 此处的 InetAddr 代表 IP 地址 对于指 定的接口 要删除表中的某项 请使用 IfaceAddr 参数 此处的 IfaceAddr 代表指派给该接 口的 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 协议是一种无连接的 点对点的数据报传送协议 它位于网络层 且能将来自底层 的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 络的互联变得容易 3 ICMP 协议 ICMP 是因特网控制报文协议的缩写 ICMP 允许路由器或主机报告差错情况和提供有 关信息 用以调试和监视网络 在网络中 ICMP 协议作为 IP 层数据报的数据 封装在 IP 通信工程专业综合实验 实验报告 25 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 实验内容三 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析 四 实验步骤四 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 选择邻实验台的其它机器 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 会捕捉到其它主机的解析数据包 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 选中被捕获的一个 ICMP 协议数据包 在详细信息窗口中观察并记录 IP 数据报的详细信 息 分析数据报结构以及各项信息的含义 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 单的 运行 窗口中 输入 arp d 和 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 根据捕获到的 ARP 数据包 分析 ARP 协议的地址解析过程 五 实验步骤所得数据记录及协议分析五 实验步骤所得数据记录及协议分析 网络层各协议帧的详细信息 网络层各协议帧的详细信息 通信工程专业综合实验 实验报告 26 ARPARP 数据包数据包 ARP 数据报详细信息数据报详细信息 Hardware type 硬件类型 Protocol type 协议类型 Hardware size 硬件地址长度 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 ICMPICMP 数据包 数据包 通信工程专业综合实验 实验报告 27 IPIP 数据报的详细信息为 数据报的详细信息为 分析数据报结构以及各项信息的含义 分析数据报结构以及各项信息的含义 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 live 生存时间 最高为 128 通信工程专业综合实验 实验报告 28 Protocol 协议类型 Header checksum 头校验 Source 源 IP 地址 Destination 目的 IP 地址 Total length IP 数据报总长度为 60byte 六 实验现象 问题分析六 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 原来是请求和发送共四组 每组一次请求一 次应答 2 Ping 本机网关或本网 IP 地址 这样的是为了检查硬件设备是否有问题 也可以检查本 机与本地网络连接是否正常 七 思考题七 思考题 1 当 ping 一个局域网中不存在的机器是 会捕捉到什么样的数据包 答 所 ping 的机器不存在的时候源端发送 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 地址解析的工作过程 答 ARP 地址解析的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 端的相关地址信息 并附带目标端的 IP 信息 之后收到广播后的有对应 IP 地址的机器向源 机器发送一个回应信息 其中附带着目标机的物理地址信息 3 实验步骤 6 的目的是什么 答 步骤 6 的目的是清除当前的 ARP 缓存表 让本机在 ping 目标机器的时候发送 ARP 信息 4 讨论 若两台主机不在一个网段内 ping 命令执行后捕获的数据包有何不同 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 八 实验心得八 实验心得 在这次的实验中 主要运用的知识是网络层协议的分析 我在实验中得到的心得体会 通信工程专业综合实验 实验报告 29 主要是在 ARP 数据包的分析和 ping 命令的使用中 首先是关于 ARP 协议 我们首先要了解它的址解析的过程 然后是了解它的请求和 应答的过程 这个过程我们可以通过执行 ping 命令来查看 ARP 数据包的的个数 可以发现 请求应答一般都是 4 去 4 来共 8 个 至于 ping 命令的操作 我对用 ping 命令来检查网络 连通状况和联通其他主机进行通讯和数据的传递的操作也有了一个学习 比如向一个 IP 地 址发送一个 ICMP Echo 数据包 可以得到 ICMP 互联网信报控制协议 应答 就可以确定 在网络路径上存在连接 大家常用 ping 127 0 0 1 命令在本机上做回路测试 用来验证 本机的 TCP IP 协议组是否被正确安装 也可以使用 ipconfig all 观察本地网络设置是否正 确 第四部分第四部分 第三章第三章 GSM 系统实验系统实验 实验名称实验名称 900MHZ GSM 手机实验手机实验 一 实验目的一 实验目的 1 了解 GSM 模块的基本功能 2 熟悉用 AT 命令控制 GSM 模块进行语音通信的流程 3 掌握 TEXT 模式和 PDU 模式下的短信收发命令 二 实验原理二 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 PDU 模 通信工程专业综合实验 实验报告 30 式下的短消息收发 本实验所涉及的主要 AT 命令如下表所示 AT CREG 查询网络登录状态 AT CSQ查询接收信号强度 ATDT 主叫拨号 ATA被叫摘机 ATH0主动挂机或终止电话呼叫 AT CCFC 号码模式 呼叫转移 call forwarding 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 删除短信 AT CMGL 短信列表 AT CMGS 下面将上述 AT 命令的应用分述如下 一 查询网络登录状态 1 发送的 AT 命令 AT CREG 2 返回消息 A CREG 0 1 登录成功 本地登录 OK B CREG 0 2 正在搜索网络 正在登录 OK C CREG 0 3 登录失败 OK D CREG 0 5 登录成功 漫游 roaming OK 二 查询接收信号强度 1 发送的 AT 命令 AT CSQ 2 返回消息 CSQ OK 三 主叫拨号 1 发送的 AT 命令 ATDT 2 可能返回消息 OK 接通或正在振铃 NO CARRIER 对方无人接听 BUSY 对方正忙 NO DIALTONE 无拨号音 例子 ATDT02583410045 四 被叫摘机 当显示 RING 或者来电号码时 可以发送摘机命令 ATA 五 主动挂机或终止电话呼叫 通信工程专业综合实验 实验报告 31 在电话已经接通后或正在呼叫时 可以发送此命令挂断电话 ATH0 六 呼叫转移与控制 1 相关的 AT 命令 AT CCFC 号码模式 其中 reas 代表呼叫转移的原因 mode 代表呼叫转移控制命令 号码代表呼叫转移 电话号码 号码必须用双引号括起来 145 代表国际接入号码 缺省 非国际接入号为 129 七 来电显示与控制 1 相关的 AT 命令 AT CLIP 0 或 1 2 应答 OK 当来电显示关闭时 如果来电话 将显示 RING 当来电显示打开 AT CLIP 1 时 如果来电话 将按如下方式显示 RING CLIP129 或 RING CLIP 8613951748888 145 或 RING CLIP 02583410045 129 八 短信操作 1 设置短信工作模式到 PDU 0 或 TEXT 1 模式 命令 AT CMGF 0 或 1 响应 OK 2 删除短信 命令 AT CMGD 响应 OK 删除成功 CMS ERROR 321 删除失败 321 表示该短信不存在 3 短信列表 本命令列出存储在 SIM 卡上的短消息 命令 AT CMGL 4 读短信内容 命令 AT CMGR 其中 index 代表存储在 SIM 卡上的短信条目序号 响应 在不同的工作模式下 返回的数据格式不一样 5 发送短信 1 发送命令格式 A TEXT 模式下 首先发送 AT CMGS 等回送 后 输入要发送的内 容 并以 Contr Z 0 x1A 结束 如果取消发送 则发送 Esc 做结束符号 其中 da 代表要发 送的目标地址 B PDU 模式下 首先发送 AT CMGS 等回送 后 按规定的格式 输入要发送的内容 并以 Contr Z 0 x1A 结束 如果取消发送 则发送 Esc 做结束符号 其 中 length 为发送的长度 通信工程专业综合实验 实验报告 32 2 响应格式 见下图 3 举例 A TEXT 模式下 向发送 abcdefghijk12345 发送 AT CMGF 1 接收 OK 发送 AT CMGS接收 发送 abcdefghijk12345 Control Z 对应 ASCII 码为 0 x1A 接收 CMGS 0 OK B PDU 模式下向发送 1234 新年好 在 PDU 模式下 如果希望发送的内容能在对方的手机上能显示出来 必须用 Unicode 编码 1234 新年好 所对应的 Unicode 编码为 16 进制 00 31 00 32 00 33 00 34