北航计算机网络实验实验二网络层传输层协议分析实验.ppt

1、实验二网络层 传输层协议分析,2010.11,主要内容,网络层协议分析 传输层协议分析,网络层协议分析,内容目录,网络层概述 IP协议 ARP协议 ICMP协议 网络层分片,数据传送模式示例,将数据从源端发送到目的端,网络层概述-功能,目的寻址 路由选择,PC A,IP地址,路由选择协议（routing protocol）,IP地址,唯一标识网络设备，用于IP协议 例如：202.112.138.5 网络号和主机号,同一网络的主机可以直接通信,IP地址,地址分类 A类 B类 C类 D、E类,IP地址特殊地址,网络地址 202.112.138.0 广播地址 202.112.138.255 回环地址

2、 127.*.*.*,IP地址子网划分,为什么？ A、B、C类地址范围缺陷 组成,子网掩码,IP地址,子网掩码的简写 网络号和子网号的位数，如：24,网络层概述-被动路由协议（routed protocol）,IP协议 ICMP协议 ARP协议,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,ARP协议,地址解析协议（Address Resolution Protocol） 功能：将IP地址解析成MAC地址 ARP Cache 存放最近的IP地址与硬件地址的对应关系； 当发送报文时，首先去缓存中查找相应的项； ARP缓存信息在一定时间内

3、有效，然后就会被删除。,ARP Cache,ARP地址解析过程,同一网段的ARP解析过程,主机A,1.1.1.1/24,主机B,1.1.1.2/24,我需要,1.1.1.2,的MAC地址,IP:1.1.1.2,1.1.1.2,是我的,IP,地址,MAC: 00e0.1234.5678,同一网段的ARP解析实例,ARP 广播,ARP 应答,ARP协议概述,不同网段的ARP解析过程,不同网段间的ARP解析实例,B：1.1.2.10 /24,1.1.2.1/24,A： 1.1.1.10 /24,局域网,ARP广播： 我需要1.1.2.10的MAC地址,1.1.1.1/24,ARP应答： 网关的MAC

4、地址： 00e0.1234.5678,ARP广播： 我需要1.1.2.10的MAC地址,ARP协议 - 特点,广播报文实现查询 一般只能在一个子网内部使用 ARP缓存（Cache） 暂时存放IP-MAC对应表,ICMP协议,网络控制信息协议 ICMP被视为网络层协议，但是ICMP报文封装 在IP数据报中进行传输。 常见应用 ping tracert 路由错误,ICMP报文格式和PingTest,网络层分片,为什么? 数据包大小超过,网络层分片与重组,标志 DF：不要分片MF：还有分片 片偏移 分段在原数据中位置,实验内容,IP协议分析 ARP协议分析1在同一网段内的ARP解析过程 ARP协议分

5、析2在不同网段间的ARP解析过程 ICMP协议分析 网络层分片实验,传输层协议分析,内容目录,TCP协议 UDP协议,TCP协议,TCP协议 Transfer Control Protocol TCP协议报文格式,TCP协议,协议树,TCP协议,特点：,TCP协议,PC A,PC B,syn seq=N,syn seq=M ctl=syn ack=N+1,seq=N+1 ctl=ack ack=M+1,数据,时间,时间,TCP建立连接过程（三次握手）,TCP协议,PC A,PC B,时间,时间,Fin P,Ack P+1,Ack Q+1,Fin Q,TCP释放连接过程（四次握手）,拥塞控制滑动

6、窗口,发送窗口,接收窗口:接收端空闲的接收缓存的大小,滑动窗口发送窗口变化,糊涂窗口综合症,含义 接收方通告了一个小的窗口 发送方发送少量的数据 导致传输效率降低 解决方案 接收方不通告小窗口：推迟确认 接收方能处理连接建立时它通知最大数据段大小，或者它的缓冲区有1/2为空时通告 发送方：Nagle算法（尽量一次发送较大数据） 达到接收方缓冲区大小的一半的数据段再发送,慢启动和拥塞避免,接收窗口（rwnd）的变化 拥塞窗口（cwnd）的变化 慢启动：按照指数函数增加cwnd 拥塞避免：按照线性函数增加cwnd 门限值（ssthresh）,慢启动和拥塞避免,拥塞控制,网络拥塞的处理 ssthre

7、sh=cwnd/2 超时和重传 超时重传时间：RTO 平均往返时延：RTT 修正的Karn算法 窗口探查技术：探查报文的发送间隔 快重传和快恢复：定性分析 体会上述方法的协同工作。,TCP协议分析,TCPTest软件介绍,TCP协议分析,网络连接图，PCA（PCC）和PCB（PCD） 都进Windows系统，实验步骤按照教材进行 2人一小组，共用交换机和路由器各1台。,内容目录,TCP协议 UDP协议,UDP协议,UDP协议 User Datagram Protocol UDP报文格式,UDP协议,特点,UDP协议分析,软件介绍,UDP协议分析,UDP协议分析组网,实验内容,TCP协议基本分析

8、实验 TCP拥塞控制实验 UDP协议分析实验 TCP编程实验 课程（一）,网络应用编程实验要求,每个同学独立完成自己的网络应用编程实验，不允许两人或两人以上联合完成编程实验。 网络编程实验内容要求：（完成以下任意一项即可） “教材第1节多客户数据流Socket网络程序的开发实验或第2节数据报Socket网络程序的开发实验”（基本要求，成绩为良或良以下） 自选内容的网络应用编程实验（功能不能比第一项简单） 注：我们的目的是建议和鼓励大家设计和开发功能较复杂和新颖的网络应用程序。 编程语言可以任意选择,网络应用编程实验检查安排,编程实验检查时间 12月18日 晚上检查。 检查项目 程序运行结果检查，在网络实验室环境下或者在自带的笔记本电脑上编译、运行。 程序代码检查，代码规范、注释规范、相关提问等。 程序文档检查，按照软件工程编写文档，需求分析、