(张翰文)计算机实验一

《(张翰文)计算机实验一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(张翰文)计算机实验一（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY实 习 报 告实习名称： 计算机网络实验 学生姓名： 张瀚文 学院名称： 电气与信息工程学院 专业班级： 电子 1141 学 号： 1104451109 指导教师： 黄标兵 成 绩 评 定考核内容实习表现实习报告实习成果或答辩综合评定成绩成绩2014 年 10 月 25 日实习纪律要求和成绩考核办法1实习必须听从教师指导，严格遵守安全操作规程。不准违规操作，未经指导教师允许不准启动任何非自用设备、仪器、工具等；操作项目和内容必须按实习要求进行，特别要注意防止电烙铁烧烫伤、不用时要及时切断电源。2实习教室内不准吸烟、吃食物（含零食

2、） ，不准带无关人员到实习教室活动，否则扣平时表现分。3参加本次实习时间不足三分之二或旷课 3 天以上者，不得参加本次考核，按不及格处理。4病事假必须有请假条，需经班主任或有关领导批准，否则按旷课处理。5实习过程考核和实习成绩在教师手册中要有记载。6实习成绩的考核由指导教师根据实习表现（出勤、遵守纪律情况等） 、实习报告、实习成果、现场操作、口试或笔试等几个方面，给出各项成绩或权重，综合后给出实习总成绩。7成绩评定采用五级分制，即优、良、中、及格、不及格。8实习结束一周内，指导教师提交实习成绩和实习总结。实习报告要求实习报告内容、格式各专业根据实习类别（技能实习、认识实习、生产实习、毕业实习等

3、）统一规范，经教研室主任审核、主管院长审批备案。注意： 1实习任务书和实习指导书在实习前发给学生，实习任务书放置在实习报告封面后和正文目录前。2为了节省纸张，保护环境，便于保管实习报告，统一采用 A4 纸，实习报告建议双面打印（正文采用宋体五号字）或手写，左侧装订，订两个钉。实验一实验目的1. 掌握 IP 数据报的报文格式2. 掌握 IP 校验和计算方法3. 掌握子网掩码和路由转发4. 理解特殊 IP 地址的含义5. 理解 IP 分片过程6. 理解协议栈对 IP 协议的处理方法7. 理解 IP 路由表作用以及 IP 路由表的管理实验原理及步骤1. IP 协议简介IP（网际协议）是 TCP/IP

4、 协议族中最核心的协议，它负责将数据包从源点交付到终点。所有的 TCP、UDP 、ICMP 及 IGMP 数据都以 IP 数据报格式传输。IP 协议提供不可靠、无连接的数据报传送服务，即它对数据进行“尽力传输”，只负责将数据包发送到目的主机，不管传输正确与否，不做验证、不发确认、也不保证 IP 数据包到达顺序，将纠错重传问题交由传输层来解决。二. IP 地址及其表示方法IP 地址是网际协议地址（Internet Protocol address）的简称。一个 IP 地址惟一地标识了 Internet 上的一台主机。通信时要使用 IP 地址来指定相应的目的主机。1. 地址空间地址空间就是协议所使

5、用的地址总数。如果协议使用 N 位来定义地址，每一位可以有两种不同的值（1 或 0） ，那么地址空间就是 2N。IP 使用 32 位地址，这表示地址空间是 232，或 4294967296（超过 40 亿个） 。从理论上讲，可以有超过 40 亿个设备连接到 Internet。但是，实际的数字要远小于这个数值。2. IP 地址的表示方法IP 地址有三种常用的表示方法：二进制表示方法、点分十进制表示方法和十六进制表示方法。 二进制表示方法：在二进制表示方法中，用一个 32 位的比特序列表示 IP 地址，为了使这个地址有更好的可读性，通常在每个字节（8 位）之间加上一个或多个空格做分隔。例如：100

6、00001 00001110 00000110 00011111 点分十进制表示方法：为了使 32 位地址更加简洁和更容易阅读，Internet 的地址通常写成用小数点把各字节分隔开的形式。每个字节用一个十进制数表示，这个数小于 256。例如：129.14.6.31 十六进制表示方法：有时会见到十六进制表示方法的 IP 地址。每一个十六进制数字等效于 4 个位。例如：0x810E061F3. IP 地址的分类IP 地址分成 5 类：A 类，B 类，C 类，D 类和 E 类。其中 A 类、B 类和 C 类地址是基本的 Internet 地址，是用户使用的地址，D 类地址用于广播，E 类地址为保留

7、地址。下图描述了 IP 地址的二进制表示方法的分类：图 3-1 在二进制记法中找出 IP 地址的类别下图描述了 IP 地址的十进制表示方法的分类：图 3-2 在点分十进制记法中找出 IP 地址的类别4. 网络号和主机号在分类编址的 A 类，B 类和 C 类地址中，IP 地址可划分为网络号（net-id ）和主机号（host-id）。这两部分长度都是可变的，取决于地址的类型。下图给出了网络号和主机号所占的字节。应该注意的是，D 类地址和 E 类地址不划分网络号和主机号。图 3-3 网络号和主机号5. 地址类和地址块分类编址将每一类地址都划分为固定数目的地址块，并且每一个地址块的大小都是固定的。A

8、 类地址共分为 128 个地址块，每个地址块都包含有 16777216 个地址。这表明要使用这类地址的机构一定是一个非常庞大的机构。但是，每个地址块中的地址数比机构的地址需求大的多，所以，在这类地址中，许多地址都被浪费了。B 类地址共划分为 16384 个地址块，每个地址块都包含有 65536 个地址。这个地址数往往大于中等规模机构的地址需求，所以，在这类地址中，也有许多地址被浪费了。C 类地址共划分为 2097152 个地址块，每个地址块都包含有 256 个地址。这类地址中的地址数对大多数机构来说是不够用的，因此许多机构不太愿意要这类地址。D 类地址只有一个地址块。它用来进行多播。E 类地址

9、只有一个地址块。它是保留地址。三. 特殊的 IP 地址1. 特殊的 IP 地址 网络地址：主机号为全“0”的 IP 地址不分配给任何主机，而是作为网络本身的标识。例：主机 202.198.151.136 所在网络地址为 202.198.151.0。 直接广播地址：主机号为全“1”的 IP 地址不分配给任何主机，用作广播地址，目的地址为直接广播地址的数据包传递给该网络中的所有节点（能否执行广播，则依赖于支撑的物理网络是否具有广播功能）。例：202.198.151.136 所在网络的广播地址为 202.198.151.255。 有限广播地址：32 位为全“1”的 IP 地址（255.255.255

10、.255）称为有限广播地址，通常由无盘工作站启动时使用，希望从网络 IP 地址服务器处获得一个 IP地址。 主机本身地址：32 位全“0”的 IP 地址（0.0.0.0）称为主机本身地址。 回环地址：127.0.0.1 称为回环地址，常用于本机上软件测试和本机上网络应用程序之间的通信地址。2. 专用 IP 地址随着 Internet 的飞速发展，IP 地址资源已经开始告急，专用 IP 地址的使用是解决 IP 地址紧缺的一种方法。原理是定义两类 IP 地址： 全局 IP 地址：用于 Internet 上的公共主机； 专用 IP 地址：仅用于专用网内部的本地主机。公共主机和本地主机可以共存于同一网

11、络并进行互访，而大多数路由器不转发携带专用 IP 地址的数据包。本地主机必须经网络地址转换服务器（ NAT 或代理服务器）才能访问 Internet。专用 IP 地址为： 10.0.0.0-10.255.255.255 1 个 A 类网络172.16.0.0-172.31.255.255 16 个连续的 B 类网络192.168.0.0-192.168.255.255 256 个连续的 C 类网络四. 子网划分为了便于网络的管理、提高系统的可靠性、改进系统性能、克服简单局域网的技术条件限制、通过设置不同访问权限来增强系统的安全保障，人们采用了划分子网的办法将网络进一步划分成独立的组成部分。现在

12、的主机都要求支持子网编址。不是把 IP 地址看成由单纯的一个网络号和一个主机号组成，而是把主机号再分成一个子网号和一个主机号。例如，把一个 B 类网络地址的 16 位主机号分成 8 位子网号和 8 位主机号如下图所示：图 3-4 子网划分这样就允许有 254 个子网，每个子网可以有 254 台主机。对 A 类和 B 类网络，许多管理员采用自然的划分方法，即以 8 位为单位划分子网地址和主机号。这样用点分十进制方法表示的 IP 地址就可以比较容易确定子网号。但是，并不要求 A 类或 B 类地址的子网划分都要以字节为分界限。子网对外部路由器来说隐藏了内部网络组织的细节。主机除了知道 IP 地址以外

13、，还需要知道 IP 中有多少位用于子网号，多少位用于主机号。这是通过使用一个称为“子网掩码” 的 32 位值来完成的。其中值为1 的位留给网络号和子网号，为 0 的位留给主机号。给定 IP 地址和子网掩码以后，主机就可以确定 IP 数据包的目的是本子网中的主机、本网络中其它子网中的主机还是其它网络上的主机。如果知道本机的 IP 地址，那么就知道它是否为 A 类、B 类或 C 类地址（从 IP 地址的高位可以得知），也就知道网络号和子网号之间的分界线。而根据子网掩码就可知道子网号与主机号之间的分界线。五. IP 报文格式IP 数据报格式如下图所示，它是由 IP 首部与数据组成的。IP 首部长度通

14、常为 20 字节。如果含有选项字段，IP 首部长度将会大于 20 字节，但不会超过 60字节。图 3-5 IP 报文格式在 IP 首部中各个字段的意义如下： 版本号：这个字段定义了 IP 的版本。目前主流的是版本 4（IPv4），但它正逐渐地被版本 6（IPv6）所替代。 首部长度：由于 IP 选项字段的存在，所以 IP 首部长度是可变的。该字段用 4 位来定义首部长度。将该值乘 4 可得到用字节表示的长度，所以 IP 首部长度为 2060 个字节。 区分服务：该字段以前叫做服务类型（在 RFC791 中定义），是由 3 位优先域、4 位服务类型域和 1 位未用位(该位必须置为 0)组成，其中

15、 4 位服务类型分别代表：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。该字段在 RFC2474 中被重新定义,在新的定义中将该字段命名为区分服务，其中包含一个 6 位的区分服务码点(DSCP) 字段和一个 2 位的未用位（CU）字段。如下图所示：图 3-6 RFC2474 定义的区分服务字段前 6 位的区分服务码点的值用来映射一个底层的服务，它决定了每一跳行为。在 RFC3168 中，将区分服务字段中的未用位字段定义为显示拥塞通告（ECN）字段，ECN 字段包括 2 个子字段，分别为：ECT 字段和 CE 字段，如下图所示：图 3-7 RFC3168 定义的区分服务字段ECN 字段用于指定发送数据的主机是否支持拥塞通告以及指示网络中是否有拥塞发生。ECN 通过两个子字段的不同值组合来做到这一点：00：发送主机不支持 ECN。 01 或 10：发送主机支持 ECN。11：路由器正在经历拥塞。 总长度：该字段以字节为单位定义 IP 数据报的总长度（首部加上数据）。要得到 IP 上层数据的长度，只需从总长度中减去首部长度即可。 标识：每一个 IP 数据包在发送时被给定特有的标识值。如果数据包必须被分割成碎片以适应支持小型数据包的网络，那么每一个碎片中都设置相同的标识号码。 标志：标志由 3 位组成，第 1 位保留；第 2 位为不分片标志，表示此数据包不可以