3130.基于Packet tracer的数据链路层数据格式的分析网络通信基础课程设计【基于Packettracer】

1、 基于packet tracer的数据链路层数据格式的分析 第 - 10 -页 共11页网络通信基础课程设计 课程名称： 网络通信基础 设计题目：基于packet tracer的数据链路层数据格式的分析 姓 名： 专业年级： 通信工程 学 号： 指导教师： 成 绩： 2010年6月25日一、 课程设计目的 在掌握理论知识并且熟悉packet tracer仿真平台的基础上，通过课程设计加深对理论的认识，进一步理解和掌握某一理论、操作的实际工作过程；更重要的是锻炼个人的自主动手与自主创新能力并在设计过程中培养良好的工作习惯和严谨的科学态度。二、 课程设计内容 利用packet tracer仿真实际

2、网络，进行数据传送，分析数据链路层（第三层）的数据格式。三、 课程设计要求 写出建立正确拓扑图的方法及步骤；理论及过程分析时应结合图表；图表应有对应的序号与名称；设计过程、文章条理要清晰，字数不少于3000。题目：基于packet tracer的数据链路层数据格式的分析 作者： 指导教师：交稿日期： 2010 年 6 月 25 日摘要网络通信过程中，不同阶段的数据有这不同的名称与格式。本文主要是介绍应用packet tracer这一仿真软件，建立模拟的网络通信环境，在此环境下进行数据传输，结合理论知识分析数据在第三层即数据链路层的格式。关键词 packet tracer osi模型 数据链路层

3、 仿真网络 数据格式object : data format analysis of the data link layer basted on the packet tracerabstract during the network communication, dates in different stage have different names and format. the focus is on the packet tracer the software and to establish a network of communication, in this environme

4、nt for data transmission, the theory of knowledge in the analysis of data or data link layer format.key words packet tracer osi model data link layer network simulation data format目录 1. packet tracer 简介- 4 -2.osi 模型以及数据链路层简介- 5 -2.1 osi模型- 5 -2.2数据链路层简介- 6 -3.仿真网络的建立- 7 -3.1设备的选择- 7 -3.2网络的连通- 7 -4.

5、数据格式的分析- 9 -4.1生成pdu- 9 -4.2数据捕获- 9 -4.3分析数据格式- 10 -5.设计总结- 11 -6.参考文献- 11 -【正文】1. packet tracer 简介packet tracer 是由cisco公司发布的一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。可以学习ios的配置、锻炼故障排查能力。2.osi 模型以及数据链路层简介2.1 osi模型 osi（open system interco

6、nnect）开放式系统互联，一般都叫osi参考模型。用此规范来控制网络。如此一来，当使用相同的规范时，就可以互联了。其内容如下：osi（open system interconnect）开放式系统互联。一般都叫osi参考模型是iso（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。最早的时候网络刚刚出现的时候，很多大型的公司都拥有了网络技术，公司内部计算机可以相互连接。可以却不能与其它公司连接。因为没有一个统一的规范。计算机之间相互传输的信息对方不能理解。所以不能互联。iso为了更好的使网络应用更为普及，就推出了osi参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有

7、相同的规范，就能互联了。其内容如下：第7层应用层直接对应用程序提供服务，应用程序可以变化，但要包括电子消息传输。第6层表示层格式化数据，以便为应用程序提供通用接口。这可以包括加密服务。第5层会话层在两个节点之间建立端连接。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式。第4层传输层常规数据递送面向连接或无连接。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务。第3层网络层本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，它包括通过互连网络来路由和中继数据。第2层数据链路层在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址第1层物理层原始比特流的传输，电子信号传输和

8、硬件接口数据发送时，从第七层传到第一层，接受方则相反。上三层总称应用层，用来控制软件方面。下四层总称数据流层，用来管理硬件。数据在发至数据流层的时候将被拆分。在传输层的数据叫段 网络层叫包 数据链路层叫帧 物理层叫比特流 这样的叫法叫pdu （协议数据单元）osi中每一层都有每一层的作用。比如网络层就要管理本机的ip的目的地的ip。数据链路层就要管理mac地址（介质访问控制）等等，所以在每层拆分数据后要进行封装，以完成接受方与本机相互联系通信的作用。osi模型用途相当广泛。比如交换机、集线器、路由器等很多网络设备的设计都是参照osi模型设计的。2.2数据链路层简介 数据链路层在osi参考模型中

9、的位置与物理层一样，同样是属于基础的低层，是网络通信的基础。不过这里的数据链路与物理层的物理线路是有着本质区别的，物理线路仅是一条提供信号通过的路径，包括通信双方网卡接口之间的线路，是静态的；而这里的数据链路则是指包括了数据和通信规程的网络连接路径，是不断动态变化的。从路径上来说，它除了物理线路这一段外，还包括通信双方的计算机。数据链路层是osi参考模型中非常重要的一层，在局域网和广域网中，与数据链路层相关的协议非常多，如局域网中的ieee 802.1 （基本局域网问题）、ieee 802.1d（生成树标准）、ieee 802.2（llc子层）、ieee 802.3（以太网标准）、ieee 8

10、02.4（令牌总线网）、ieee 802.5（令牌环网）、ieee 802.11a/b/g等；广域网中的atm、fr、ppp、hdlc、isdn等。 链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现。链路层应具备如下功能: 链路连接的建立,拆除,分离. 帧定界和帧同步.链路层的数据传输单元是帧,协议不同,帧的长短和界面也有差别,但无论如何必须对帧进行定界. 顺序控制,指对帧的收发顺序的控制. 差错检测和恢复。还有链路标识,流量控制等等.差错检测多用方阵码校验和循环码校验来检测信道上数据的误码,而帧丢失等用序号检测.各种错误的恢复则常靠反馈重发技术来完成. 在网络通信过程中

11、，交换机和网桥是数据链路层的两个最主要代表。本设计主要是通过分析交换机中的数据来得到数据在数据链路层的格式。3.仿真网络的建立3.1设备的选择 为了设计的简单化，所设计的网络较为简单，选取设备有：服务器、路由器、交换机和主机。3.2网络的连通 步骤如下： 1）连线连线规则：直通线 不同设备之间的通信 用于路由器与交换机和交换机与集线器之间的连接 交叉线 同种设备之间的通信 路由器与服务器，主机之间的连接用交叉线反转线 用与console 之间的连接串口线 用于路由器间的连接2）规划ip和端口号 如图3-1示设备接口ip子网掩码默认网关r1-ispfa0/0192.168.254.253255.

12、255.255.0不适用s0/0/010.10.10.6255.255.255.252r2-centralfa0/0172.16.255.254255.255.0.0不适用s0/0/010.10.10.5255.255.255.252s1-centralvlan1172.16.254.1255.255.0.0172.16.255.254pc 1anic172.16.1.1255.255.0.0172.16.255.254主机nic192.168.254.254255.255.255.0192.168.254.253 图3-1 ip和端口号规划 3）ip配置 按预先规划的ip进行配置。 4）连通

13、性测试 在主机上进行ping验证，如果能顺利ping通主机，则说明该网络已成功连接。并且当ip配置正确后，链路中的接线端口表示应变为闪绿。本次设计网络建立如图3-2示： 图3-2 小型网络4.数据格式的分析4.1生成pdu 图2-1 pdu设置4.2数据捕获1） 模拟环境下反复点击发送/捕获，进行数据传输。2） pdu经链路从pc1a到达服务器，再由服务器加载信息后沿原路返回。3） 当数据回到pc时，点击交换机上的信封标志，得到数据链路层的pdu信息。所得到的pdu信息如图2-.2示 图2-2 交换机上的数据信息4.3分析数据格式根据课本中所介绍的：数据链路层使用帧头帧尾将数据包装成帧，一边经

14、本地介质传输数据包。由此可得数据链路层中数据格式主要体现是帧，并且该帧包括数据（来自网络层的数据包）；帧头（包含控制信息且位于pdu开头）；帧尾（包含添加到pdu结尾处的控制信息）。结合图2-2，在所示的ethernetii中可以得出：前九字节为帧头，中间六个字节为数据，最后五个字节为帧尾。并且，在帧内，每个控制字段有特定的比特数。接收节点利用数据链路层成真技术确定比特流中每个字段的比特分组控制信息作为不同的字段值插入帧头和帧尾中。此格式使物理信号能被节点接收且可在目的地接吗成数据包的一种结构。如图2-2中帧头首4位1010表示帧看是的特定比特模式，帧尾末4位0001表示帧结束的另一种特定比特模式。此过程又可称为数据传输的格式化。典型字段类型包括：开始和停止指示字段；编制和命令字段；类型字段；质量；数字字段。帧尾处的字段用途是错误检测和标示帧的结束。5.设计总结通过本次课程设计，一方面更加清晰的了解到了数据在网络中的传输过程及传输形式，验证了书本上所学的理论知识。另一方面使自己的动手能力，创新能力以及和思考方式得到提高和改