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基于FPGA的HDLC协议控制器

第40卷第3期四川大学学报(工程科学版)Vol.40No.3 2008年5月JOURNAL OF SI CHUAN UN I V ERSI TY(ENGI N EER I N G SC I ENCE ED I TI O N)May2008文章编号:100923087(2008)0320116205

基于FPG A的HDLC协议控制器

应三丛,张　行

(四川大学计算机学院,四川成都610064)

摘　要:为了实现军航管制系统中雷达数据的可靠传输,根据HDLC协议的帧结构和循环冗余校验(CRC)原理,提出了一种新型的基于并行机制的HDLC协议控制器,讨论采用FPG A新技术实现HDLC协议帧的构成、解析模块及其内部的CRC码生成、检验模块的方法。在FPG A内部采用硬件描述语言(HDL)并行设计多通道的高级数据链路控制(HDLC)协议控制器,该协议控制器有效利用FPG A的片内硬件资源,实现了并行解析和生成多通道的HDLC 协议报文,提高了数据通信系统中的多通道扩展性、实时性和稳定性。

关键词:HDLC;FPG A;CRC生成多项式;HDL

中图分类号:TP302文献标识码:A

New HDLC Protocol Con troller Ba sed on the FPGA

YI N G San2cong,ZHAN G X ing

(School of Computer Sci.,Sichuan Univ.,Chengdu610064,China)

Abstract:I n order t o guarantee the radar data communicati on in the air traffic contr ol syste m,a ne w HDLC p r ot ocol contr oller based on the FPG A parallel technol ogy was p resented.I n ter m s of the HDLC fra me structure and the the2 ory of cyclic redundancy check,the i m p le mentati on of the modules,constructing and deconstructing HDLC p r ot ocol fra me,p r oducing and checking the CRC code,and adop ting the FPG A ne w technol ogy were discussed.A ne w par2 allel high level data link contr oller(HDLC)was designed using the hardware descri p ti on language on the FPG A device.The HDLC p r ot ocol contr oller can construct or deconstruct the multi2channel HDLC p r ot ocol fra mes in par2 allel way.A s a result,it i m p r oved the r obust and reliability of the whole syste m.

Key words:HDLC;FPG A;CRC polynom ial;HDL

在数据通信中,链路层协议种类繁多,从通信方式看,可以分为异步通信和同步通信,同步通信的协议也多种多样,有基于字符的通信协议,比如BSC 协议、CD2协议和DDC MP协议等;也有基于比特的通信协议,比如HDLC协议,HDLC协议是一种面向比特的高级链路层控制(H igh Level Data L ink Con2

收稿日期:2007-03-20

基金项目:国家自然科学基金资助项目(60705005;60736046);

博士点基金资助项目(20070610031);国家863计划

资助项目(2006AA12A1)

作者简介:应三丛(1975-),男,讲师,博士生.研究方向:计算机应用.

tr ol)协议。在通信领域中,HDLC协议是应用最广泛的协议之一,具有强大的差错检测、流量控制、高效和同步传输的功能。另一方面,半导体器件发展迅速,经历了分立电路、集成电路和大规模集成电路阶段,现在已经发展到了甚大规模集成电路。FPG A 是现场可编程门阵列(Field Pr ogra mmable Gate A r2 ray),属于甚大规模集成电路器件,具有丰富的系统门、逻辑单元、块RAM和I O管脚等硬件资源。由于FPG A具有重装载功能,可以在其内部灵活实现各种数字电路设计,甚至可以动态改变其内部的设计,动态实现不同的功能。

目前,解析和生成HDLC协议帧的方法也很多,一种是软件方法,对微控制器或信号处理器编程来实现,由于微控制器或信号处理器是基于字(8位、16位等)的处理,而HDLC协议帧的解析和生成是面向比特的处理,因而这种方法会大大增加微处理器或信号处理器的负荷,处理的通道数非常有限,使系统的性能低下。另一种是硬件的方法,在市场上也有很多专用的HDLC协议处理芯片,比如三星的S3C4510B器件集成了2通道的HDLC控制器、Mo2 t or ola公司的MPC860T芯片集成了HDLC控制器、infineon公司的PEB20256芯片集成了多通道的HDLC控制器,但这些芯片集成的HDLC控制器都包含了较多的接口控制寄存器,需要配备相应的协处理器,其结构复杂,专业性太强,采用专用的HDLC协议处理芯片会带来成本高等问题,而FPG A 能对任意数据宽度的信号进行处理,内部的功能模块可以并行处理,因此,采用FPG A技术设计HDLC 协议控制器是一种先进的新型的实现方法,该方法可以均衡整个系统的负荷,实现多通道的高性能的HDLC协议控制器,保证通信的可靠性。

1　HDLC协议及CRC原理

HDLC协议是高级链路层控制协议,是面向比特的同步通信协议。主要是为全双工点对点操作提供完整的数据透明度,也支持对等链路,表现在每个链路终端都不具有永久性管理站的功能。在HDLC 协议控制器中,其实现的关键在于两个方面,一方面是“0”比特插入/删除,在HDLC协议帧的地址段、控制段、信息段和帧校验段中可能出现标志字(0x7E),为了把它们与标志字区分开来,HDLC协议规定,发送端在发送一帧信息(标志字除外)时,只要发送了连续5个“1”,就自动插入一个“0”;接收端在接收一帧信息(标志字除外)时,如果连续接收到5个“1”,就自动将其后的一个“0”删除,以恢复信息的原有形式。另一方面是CRC码的产生及校验,即在发送端,利用CC I TT生成多项式自动生成一帧数据的CRC码并附在信息段后发送出去;在接收端,对接受到的一帧数据作CRC码的校验。

循环冗余检验CRC(Cyclic Redundancy Check)广泛应用于测控及通信领域中,作为数据传输中差错控制的基本方法之一。CRC检验的基本思想是利用线性编码理论,在发送端根据要传送的n位二进制码序列,以一定的规则产生一个校验用的监督码(既CRC码)r位,并附在信息后边,构成一个新的二进制码序列数共(n+r)位,最后发送出去。在接收端,则根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验,以确定传送中是否出错。

1.1　循环冗余码的构造理论

假设在发送端要发送的n位二进制序列表示为I(x),它是一个n阶的多项式,如(1)式所示。

I(X)=a n-1x n-1+a n-2x n-2+…+a i x i+…+a1x1+a0

(1)式中,a

为0或1,x为伪变量,用x i指明各二进制位的排列位置。

需要产生r位监督码(CRC码),r位CRC码产生的规则是先将要发送的二进制序列I(x)左移r位(即乘以X r)后变为B(x),如(2)式所示,B(x)再除以多项式G(x),最后所得到的余数R(x)就是CRC 码。那么,B(x)可以表示为公式(3)。

B(x)=I(x)?x r(2) B(x)=Q(x)?G(x)+R(x)(3)其中,G(x)为CRC码的生成多项式,Q(x)为商,是整数,R(x)为余数。在该理论模型中,只需要余数R(x),所以商Q(x)是不需要的,不予考虑。在布尔代数中,除法运算没有数学上的含义,而是计算机二进制中的模2算法,即输入序列B(x)的每个数据位,与除数G(x)作逻辑异或运算,因此,不存在借位和进位,加法运算和减法运算等价。

1.2　循环冗余码的检验理论

根据HDLC协议帧格式,在接收端,接收到的数据序列为B(x)+R(x),根据公式(3)可知,接受到的二进制序列可以表示为公式(4)。

B(x)+R(x)=I(x)?x r+R(x)=

Q(x)?G(x)+R(x)+R(x)(4) R(x)+R(x)的运算就是R(x)与自身作逻辑异或运算,其运算结果为零,且零与[Q(x)?G(x)]作逻辑异或仍然等于[Q(x)?G(x)],所以公式(4)可以表示为公式(5)。

B(x)+R(x)=Q(x)?G(x)(5)将公式(5)除以生成多项式G(x),所得结果如公式(6)所示。

(x)+R(x)

G(x)

Q(x)?G(x)

G(x)

=Q(x)(6)根据公式(6)可知,接收到的整个二进制序列B(x)+R(x)可以被G(x)整除,其余数为零,即接收到的二进制序列与G(x)作逻辑异或运算后的结果为零。因此,只要在接收端,对所有接收到的数据(包括CRC检验码)除以G(x),如果余数为零,则说

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　第3期应三丛,等:基于FPG A的HDLC协议控制器

明接收到的数据正确无误。

2　HDLC 协议控制器的实现

2.1　HDLC 协议处理电路设计

在通信应用中,每个通道的HDLC 协议控制器

都是全双工通信,即包含了HDLC 同步比特数据的接收电路设计和HDLC 同步比特数据帧的生成电路设计。在FPG A 的设计中,接收端和发送端都是基于比特的处理,HDLC 协议控制器的结构图如图1所示

。

图1　HDLC 协议控制器结构图

F i g .1　The fram e of HDLC con troller

在接收方向上,通过接口内的接收时钟RxC 的边沿将输入数据Rx D 移入FPG A 内处理,经过标志字检测电路完成帧同步后,进行HDLC 协议处理接收缓存一帧数据,与此同时,通过CRC 检验电路对当前帧数据完成CRC 校验,以确定这帧数据是否接收正确。接收方向的HDLC 协议处理采用状态机设计实现,其状态转移图如图2所示。其中,SR 是移位寄存器,包括线路Rx D 上同步数据比特的采集和比特“0”删除,BC 和S BC 都是3比特的移位计数器,CRC 是16位的循环冗余检验码寄存器。

在发送方向上,当没有数据发送时,HDLC 协议控制器应向线路Tx D 上发送空闲字0x7E,当有数据发送时,把这帧数据缓存到发送F I F O 中,HDLC 协议的发送处理器根据设置的时钟TxC,逐位发送数据到Tx D 线路上,并且在连续发送了5个比特“1”后,自动插入比特“0”,与此同时,由CRC 码生成电路计算所发送数据的循环冗余检验码,并紧跟数据后发送到Tx D 线路上。发送方向的HDLC 协议处理器也采用状态机设计实现,其状态转移图如图3所示

。

图2　HDLC 协议接收处理状态转移图

F i g .2　The st a te mach i n e of the HDLC con troller rece i v i n g da t a b it 2stream

811四川大学学报(工程科学版)第40卷　

图3　HDLC 协议发送处理状态转移图

F i g .3　The st a te mach i n e of the HDLC con troller send i n g da t a b it 2stream

2.2　循环冗余检验码生成和校验电路设计

由公式(2)可知,r 的取值不同,则循环冗余码

的位数便不同,从而形成不同的CRC 检验标准,目前,在通信领域中广泛采用的标准有:CRC -4、CRC -16、CRC -CC I TT 、CRC -32和CRC -32C 等。HDLC 协议规定,CRC 校验采用CRC -CC I TT 标准,

r 取值为16,其生成多项式如公式

(7)所示。

G (X )=X

+1(7)

根据1.1和1.2节的理论可知,在HDLC 协议

控制器中,CRC 码的生成电路和CRC 码的检验电路可以采用相同的设计方法实现,再根据公式(7)便可设计出HDLC 协议控制器的CRC 码的生成电路和检验电路设计框图,如图4所示。

图4　CRC 码生成电路图

F i g .4　The c i rcu it of the HDLC con troller produc i n g CRC code

在HDLC 协议控制器的发送端,将发送的数据

比特流输入到图4的电路中,当数据发送完成后,16位CRC 码也生成了,并附在数据后也发送出去。在接收端,将接收到并去掉“0”后的数据(包含接收到的CRC 码),移入到图4所示的电路中,若图4中的16位CRC 码为0,表示接收到的数据帧完全正确,否则,接收到的数据帧有误。

2.3　HDLC 协议控制器不同实现方法的性能比较

根据本文研究的方法,在Xilinx 公司的SP AR 2T AN 2II XC2S150E FPG A 芯片上设计实现了一种新型的并行HDLC 控制器;在TI 公司的150MHz 主频的DSP (T MS320F2812)器件上,采用汇编语言编程,以软件方式实现HDLC 协议帧解析和构成以及CRC 码的生成和校验。在接收方向,HDLC 协议控制器需要完成数据流的采集,HDLC 协议的解析和CRC 码验证;在发送方向,它需要完成CRC 码生成,

HDLC 协议的构造,和数据流的发送。

在实验中,编程对比了以上两种方法实现的HDLC 协议控制器的性能。首先,处理相同数据流,两种方法所耗时间的对比。在FPG A 上实现的HDLC 协议控制器对数据流的采集和发送,HDLC 协议的解析和构造,CRC 码的验证和生成,都是并行处理的,所耗的时间也就是数据流传输的时间,而采用DSP 实现的HDLC 协议控制器对以上的任务都是串行处理,根据所需的汇编指令数计算出所耗DSP 的运行时间。统计两种HDLC 协议控制器处理波特率为64kbp s 的HDLC 数据流所需的时间,其对比曲线如图5所示,由图5可知FPG A 对应曲线的线性特性也验证了FPG A 实现HDLC 协议控制器的较好并行性。其次,在以上两种平台上设计HDLC 协议控制器,分别实现的最大通道数进行对比。在FPG A 上扩展通道容易,只是所耗FPG A 的

11　第3期应三丛,等:基于FPG A 的HDLC 协议控制器

资源随通道数增加而递增;在DSP 平台上实现的通道数与所耗DSP 的资源及负荷(如DSP 运行负荷,存储器空间等)呈指数增加。其对比的结果如图6所示,在T MS320F2812平台上,采用软件最多可实现4个通道的HDLC 协议控制器;在SP ART AN 2II XC2S150E 平台上,采用硬件方法最多可以实现8

个通道的HDLC 协议控制器

。

图5　数据流处理与所耗时间的对比

F i g .5　The ra ti o of the ti m e to processed b

its

图6　通道数与所需负荷的对比

Fi g .6　The rati o of the load to the nu mber of H DLC channels

由上述可知,软件处理是顺序的执行,而硬件

实现的HDLC 协议控制器具有较好的并行性,其处理行为具有确定性,因此,采用硬件实现的HDLC 协议控制器具有更好的稳定性、可靠性和可扩展性。

3　结果及讨论

从FPG A 技术、HDLC 协议结构及循环冗余检验(CRC )理论的角度,讨论了一种HDLC 协议控制器的先进设计方法。在Xilinx 公司的SP ART AN 2II XC2S150E FPG A 芯片上,采用该方法完成了一个通道的HDLC 协议控制器设计及仿真,由于FPG A 具有仿真和可重配置等特性,提高该HDLC 协议控制器设计的可靠性和效率。

该HDLC 协议控制器已经成功应用于“八五”空管升级系统的多路线路适配器产品中,并在一个FPG A 芯片上方便地扩展为8个通道的HDLC 协议控制器,实现了8通道的HDLC 协议雷达数据引接

和遥出。经标准的协议分析仪验证,其输出的同步比特流为标准的HDLC 协议数据流。同时,对集成有该HDLC 协议控制器的多路线路适配器采用了回环测试法(发送端输出的数据由其接收端接收回来)进行测试。经过72h 的长时间运行测试后,接收和发送的数据做了对比,没有发现丢数据包和错数据包的情况,一个HDLC 协议控制器通道的测试结果详见表1。根据测试结果可知,该HDLC 协议控制器的稳定性和可靠性在实际的工程项目中得到了检验,同时也说明了本文研究的HDLC 协议控制器实现方法是完全可行的。

表1　1个HDLC 协议控制器通道的回环测试结果

Tab .1　A loopback result of a HDLC con troller 测试时间

/h 发送雷达数据包

接收雷达数据包

数据校验出错包

丢失数据包

5129512900126154861548002412309612309600482461922461920072

369288

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763-765.]

(编辑　杨　蓓)

021四川大学学报(工程科学版)第40卷　

HDLC协议控制器的设计

目录内容摘要 (1) 关键词 (1) Abｓｔracｔ (1) Keｙ Wｏrds (1) １.绪论……………………………………………………………………２ 1.１研究的意义 (2) 1.2本设计的主要功能………………………………………………２ 2．HDLC协议综述 (3) 2.１ HＤＬC协议的产生背景 (3) ２.2 HDLC协议的帧结构 (4) 2．3 HDＬC协议的规程分析 (7) 3.HDLC协议控制器的设计………………………………………………８ 3．1 HDLC协议控制器设计方案选择…………………………………８３.２ FPGＡ的设计原则 (9) 3.3 ＨDＬC协议控制器总框架………………………………………1０ 3.4 HDLC帧发送器的设计 (11) 3．5 HDＬＣ帧接收器的设计 (1) ５参考文献…………………………………………………………………１８致谢 (19) ［说明：在本页中,“目录”二字居中,宋体小二号，加黑，其它统一由宋体小四号,不加黑排版打印、行间距为1.5］

内容摘要：HＤＬＣ（高级数据链路控制）协议是一种面向比特的链路控制规程，广泛的用作数据链路层的控制协议。论文在分析和研究HＤＬＣ协议的基础上,提出了一种基于ＦPGＡ（现场可编程门阵列)的HDLC协议控制器的设计。对HＤＬC协议控制器的功能进行划分，分别设计了标志位的检测和生成、插零和删零、FＣＳ的校验等控制模块。采用VHＤL硬件描述语言在FPGA内部实现HDLC协议的各功能模块,本设计使用QuａrｔuｓII 9．1平台实现代码编写、综合、编译、仿真。对HDLC链路控制规程功能,帧控制和FCS校验功能进行了仿真实现。关键词:HDLＣ；FPGA；帧收发器; Abstract：（宋体,小四号，加黑）××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。(宋体,小四号，不加黑) Ｋｅy words:（宋体，小四号，加黑）×××□□×××□□×××□□(宋体,小四号,不加黑)

实验五-IP协议分析

实验五IP协议分析在这个实验里，我们将研究IP协议，通过执行traceroute程序来分析IP数据包发送和接收的过程。我们将研究IP数据包的各个字段，详细学习IP数据包的分片。一、捕获traceroute 为了产生一个IP数据包，我们将使用traceroute程序来向一些目的地发送不同大小的数据包，这个软件我们在第一个实验已作过简单的尝试了。但我们试图在IP头部首先发送一个或者更多的具有TTL的数据包，并把TTL的值设置为1；然后向同一个目的地发送一系列具有TTL值为2的数据包；接着向同一个目的地发送一系列具有TTL值为3的数据包等等。路由器在每次接收数据包时消耗掉一个TTL，当TTL达到0时，路由器将会向源主机返回一个ICMP的消息（类型为11的TTL溢出），这样一个TTL值为1的数据包将会引起路由器从发送者发回一个ICMP的TTL溢出消息产生一跳，TTL值为2的数据包发送时会引起路由器产生两跳，TTL值为3的数据包则会引起路由器产生3跳。基于这种方式，主机可以执行traceroute观察ICMP的TTL溢出消息，记录每个路由器的ICMP的溢出消息的源IP地址，即可标识出主机和目的地之间的所有路由器。我们要运行traceroute让它发送多种长度的数据包，由Windows提供的tracert程序不允许改变由tracert程序发送的ICMP的回复请求消息的大小，在Windows下比较好的一个是pingplotter，它可以在以下网站下载共享版本（现在已下载好存在共享文件夹的压缩包中）：安装pingplotter标准版（你有一个30天的试用期），通过对你所喜欢的站点执行一些traceroute来熟悉这个工具。ICMP回复请求消息的大小可以在pingplotter中设置：Edit-> Options->Default Setting->enginet，在packet size字段中默认包的大小是56字节。pingplotter 发送一系列TTL值渐增的包时，Trace时间间隔的值和间隔的个数在pingplotter中能够设置。按下面步骤做： 1启动Iris，开始包捕获； 2启动pingplotter，然后在“Address to Trace”窗口输入目的地目标的名字：

网络协议实验报告6

组号：3F 学号：53131016 姓名：杨灵实验7.1 FTP协议【实验目的】学习FTP协议的连接过程；理解FTP协议的工作原理。一人一组，一组提交报告。【实验环境】本实验采用网络结构一, 一定要设置DNS服务器，地址是：172.16.0.253 主机的IP地址使用172.16.0.0段。掩码255.255.255.0. IP地址分配方法： 172.16.0.组号、主机号例如：第2组的B主机的IP地址设置为172.16.0.22 第5组的F主机的IP地址设置为 172.16.0.56 【实验内容】本实验要求： FTP服务器已经启动，并提供一个公共帐户，用户名是：anonymous，口令：无。或用户名：group2_1，口令：group2_1 (可以上传数据)。练习一 FTP 本实验学生独立完成,目的是了解FTP协议的端口和连接过程。实验步骤： 1、主机启动协议分析器，打开数据捕获窗口，设置过滤条件(提取FTP协议)； 2、主机登录FTP服务器：在仿真端的命令行提示符下运行： >ftp 172.16.0.253 LOGIN:>group2_1 PASS:>group2_1 >dir >quit 3、查看主机捕获的数据，在会话分析中，查看TCP会话中的21端口和20端口的会话情况，记录21端口和20端口的会话过程； ●记录实验结果： ①粘贴捕获包的截图；

②是否可以捕获到用户名和密码？答：可以，在USER和PASS会话中。 ③21端口和20端口分别传输什么内容？答：一个是数据端口，一个是控制端口，控制端口一般为21，而数据端口不一定是20，这和FTP的使用模式有关，如果是主动模式，应该为20，如果为被动模式，由服务器端和客户端协商而定。练习二使用浏览器登入FTP 1、主机启动协议分析器，打开数据捕获窗口； 2、主机启动IE浏览器，在“地址”框中输入ftp://172.16.0.253 3、查看主机捕获的数据，在会话分析中，查看TCP会话中的端口情况。 4、结合练习1的会话过程，说明浏览器登入FTP的工作过程。 ●记录实验结果： ①粘贴捕获包的截图； ②对比上个实验，FTP服务器用哪个端口传输数据，数据连接是谁发起的连接？答：ftp服务器用21端口传输数据，数据连接是客户端发起的的连接。练习三在窗口模式下，上传/下传数据文件熟悉FTP在窗口方式下的命令使用；在本地机的D:上建立一个文本文件，文件名为你的学号+姓名； 1、主机登录FTP服务器：在命令行提示符下运行： D:>ftp 172.16.0.253 >LOGIN：group2_1 >PASS: group2_1 >put 文件名（文件名为你的学号+姓名） >dir (查看FTP上是否已经上传) >get 文件名（FTP服务器） >quit 2、回到本地硬盘上查看是否已经下载到本地？（进入FTP时的目录下） ●记录实验结果： ①粘贴FTP上的文件列表；

实验三 DNS 协议分析

Q1.运行nslookup，查询并记载你的本地DNS 服务器名称及其IP地址，https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, 的权威DNS 服务器名称及其IP地址；答：本地DNS 服务器名称及其IP地址：https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html,，210.33.16.2 https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, 的权威DNS 服务器名称及其IP地址： https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 210.33.16.3 https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 210.33.16.2 Q2.运行nslookup，查询并记载https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, 的IP 地址、其权威DNS 服务器名称和IP地址；答：https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html,的IP 地址：61.153.22.54 权威DNS 服务器名称和IP地址： https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 221.204.186.6 https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 115.236.151.140 https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 119.167.195.8 https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 183.60.59.232 https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 183.60.57.139 https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 183.60.58.173 https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 60.28.1.34 https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, internet address = 115.236.151.141

网络协议分析实验报告

课程设计课程设计题目网络协议分析实验报告学生姓名：学号：专业： 2014年 6 月 29日

实验1 基于ICMP的MTU测量方法实验目的 1）掌握ICMP协议 2）掌握PING程序基本原理 3）掌握socket编程技术 4）掌握MTU测量算法实验任务编写一个基于ICMP协议测量网络MTU的程序，程序需要完成的功能： 1）使用目标IP地址或域名作为参数，测量本机到目标主机经过网络的MTU； 2）输出到目标主机经过网络的MTU。实验环境 1）Linux系统； 2）gcc编译工具，gdb调试工具。实验步骤 1.首先仔细研读ping.c例程，熟悉linux下socket原始套接字编程模式，为实验做好准备； 2.生成最大数据量的IP数据报（64K），数据部分为ICMP格式，ICMP报文为回送请求报文，IP首部DF位置为1；由发送线程发送； 3.如果收到报文为目标不可达报文，减少数据长度，再次发送，直到收到回送应答报文。至此，MTU测量完毕。

ICMP协议是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。它是一个非常重要的协议，它对于网络安全具有极其重要的意义。[1] 它是TCP/IP协议族的一个子协议，属于网络层协议，主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。ICMP报文在IP帧结构的首部协议类型字段（Protocol 8bit)的值=1.

ICMP原理 ICMP提供一致易懂的出错报告信息。发送的出错报文返回到发送原数据的设备，因为只有发送设备才是出错报文的逻辑接受者。发送设备随后可根据ICMP报文确定发生错误的类型，并确定如何才能更好地重发失败的数据包。但是ICMP唯一的功能是报告问题而不是纠正错误，纠正错误的任务由发送方完成。我们在网络中经常会使用到ICMP协议，比如我们经常使用的用于检查网络通不通的Ping命令（Linux和Windows中均有），这个“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。还有其他的网络命令如跟踪路由的Tracert命令也是基于ICMP协议的。 ICMP(Internet Control Message,网际控制报文协议)是为网关和目标主机而提供的一种差错控制机制，使它们在遇到差错时能把错误报告给报文源发方.是IP层的一个协议。但是由于差错报告在发送给报文源发方时可能也要经过若干子网，因此牵涉到路由选择等问题，所以ICMP报文需通过IP协议来发送。ICMP数据报的数据发送前需要两级封装：首先添加ICMP 报头形成ICMP报文，再添加IP报头形成IP数据报通信术语最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。实验2 基于UDP的traceroute程序实验目的 1）掌握UDP协议 2）掌握UDP客户机/服务器编程模式 3）掌握socket编程技术 4）掌握traceroute算法

ipv6协议分析实验报告

ipv6协议分析实验报告篇一：ARP协议分析实验报告计算机网络实验报告学院年级 20XX 班级 4班学号 3013218158 姓名闫文雄 20XX 年 6 月 17 日目录实验名称----------------------------------------------------------------------------------- 1 实验目标----------------------------------------------------------------------------------- 1 实验内容----------------------------------------------------------------------------------- 1 实验步骤---------------------------------------------------

-------------------------------- 1 实验遇到的问题及其解决方法-------------------------------------------------------- 1 实验结论----------------------------------------------------------------------------------- 1 一、实验名称 ARP协议分析二、实验目标熟悉ARP命令的使用，理解ARP的工作过程，理解ARP 报文协议格式三、实验内容以及实验步骤：（局域网中某台计算机，以下称为A计算机） ARP（地址解析协议）：地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。 ARP是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答

实验1：网络数据包的捕获与协议分析

实验报告（ 2014 / 2015 学年第二学期）题目：网络数据包的捕获与协议分析专业学生姓名班级学号指导教师胡素君指导单位计算机系统与网络教学中心日期2015.5.10

实验一：网络数据包的捕获与协议分析一、实验目的 1、掌握网络协议分析工具Wireshark的使用方法，并用它来分析一些协议； 2、截获数据包并对它们观察和分析，了解协议的运行机制。二、实验原理和内容 1、tcp/ip协议族中网络层传输层应用层相关重要协议原理 2、网络协议分析工具Wireshark的工作原理和基本使用规则三、实验环境以及设备 Pc机、双绞线、局域网四、实验步骤 1.用Wireshark观察ARP协议以及ping命令的工作过程：（1）打开windows命令行，键入“ipconfig -all”命令获得本机的MAC地址和缺省路由器的IP地址；结果如下：（2）用“arp -d”命令清空本机的缓存；结果如下（3）开始捕获所有属于ARP协议或ICMP协议的，并且源或目的MAC地址是本机的包。（4）执行命令：ping https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html,,观察执行后的结果并记录。

此时，Wireshark所观察到的现象是:(截图表示) 2.设计一个用Wireshark捕获HTTP实现的完整过程，并对捕获的结果进行分析和统计。（截图加分析） 3.设计一个用Wireshark捕获ICMP实现的完整过程，并对捕获的结果进行分析和统计。要求：给出捕获某一数据包后的屏幕截图。以16进制形式显示其包的内容，并分析该ICMP 报文。（截图加分析） 4. 设计一个用Wireshark捕获IP数据包的过程，并对捕获的结果进行分析和统计（截图加分析）要求：给出捕获某一数据包后的屏幕截图。以16进制形式显示其包的内容，并分析在该数据包中的内容：版本首部长度、服务类型、总长度、标识、片偏移、寿命、协议、源Ip地址、目的地址五、实验总结

网络协议实验三wireshark分析http

1.你的浏览器运行的是，还是？你所访问的服务器所运行的HTTP版本号是多少？答：HTTP version 4 2. 你的浏览器向服务器指出它能接收何种语言版本的对象？答：Accept language: zh-CN\r\n 3. 你的计算机的IP地址是多少？服务器的IP地址是多少？答：我的IP是：服务器：从服务器向你的浏览器返回的状态代码是多少？答：200 OK 5. 你从服务器上所获取的HTML文件的最后修改时间是多少？

答：如图 6.返回到你的浏览器的内容以供多少字节？答：24370 在浏览器地址栏中如下网址：分析你的浏览器向服务器发出的第一个HTTP GET请求的内容，在该请求报文中，是否有一行是：IF-MODIFIED-SINCE？答：没有 9.分析服务器响应报文的内容，服务器是否明确返回了文件的内容？如何获知？答：有 HTTP/ 200 OK（text/html）

10.分析你的浏览器向服务器发出的第二个“HTTP GET”请求，在该请求报文中是否有一行是：IF-MODIFIED-SINCE？如果有，在该首部行后面跟着的信息是什么？答：仍然没有。如图。 11.服务器对第二个HTTP GET请求的响应中的HTTP状态代码是多少？服务器是否明确返回了文件的内容？请解释。答：状态码和相应状态信息的值为304 NOT Modified,他表示缓存器可以使用该对象。第二次没有返回文件的内容，因为他只是作为对该条件GET的响应，WEB服务器只发送一个响应报文,不包含请求的对象。 12. 你的浏览器一共发出了多少个HTTP GET请求？答：1个 13. 传输这一个HTTP响应需要多少个TCP报文段？答：4个。

HDLC协议

什么是HDLC？HDLC是什么意思？ HDLC英文全称High level Data Link Control，高级数据链路控制，HDLC是一个在同步网上传输数据、面向位的数据链路层协议，它是个由1970年代IBM所提出的对称式资料连结控制(Synchronous Data Link Control,SDLC)所研发出来的ISO标准。高级数据链路控制（HDLC）协议是基于的一种数据链路层协议，促进传送到下一层的数据在传输过程中能够准确地被接收（也就是差错释放中没有任何损失并且序列正确）。HDLC 的另一个重要功能是流量控制，换句话说，一旦接收端收到数据，便能立即进行传输。H DLC 具有两种不同的实现方式：高级数据链路控制正常响应模式即HDLC NRM（又称为SDLC）和 HDLC 链路访问过程平衡（LAPB）。其中第二种使用更为普遍。HDLC 是 X.25 栈的一部分。 HDLC 是面向比特的同步通信协议，主要为全双工点对点操作提供完整的数据透明度。它支持对等链路，表现在每个链路终端都不具有永久性管理站的功能。另一方面，HDLC NRM 具有一个永久基站以及一个或多个次站。 HDLC LAPB 是一种高效协议，为确保流量控制、差错监测和恢复它要求额外开销最小。如果数据在两个方向上（全双工）相互传输，数据帧本身就会传送所需的信息从而确保数据完整性。

帧窗口是用于在接收第一个帧已经正确收到的确认之前发送复帧。这就意味着在具有长“turn-around”时间滞后的情况下数据能够继续传送，而不需要停下来等待响应。例如在卫星通信中会发生这种情形。通常，帧分为三种类型：信息帧：在链路上传送数据，并封装OSI体系的高层；管理帧：用于实现流量控制和差错恢复功能；无编号帧：提供链路的初始化和终止操作。协议结构 Flag ― 该字段值恒为 0x7E。 Address Field ― 定义发送帧的次站地址，或基站发送帧的目的地。该字段包括服务访问点（6比特）、命令/响应位（表示帧是否与节点发送的信息帧有关或帧是否被节点接收）、地址扩展位（通常设置为1字节长）。当设置错误时，表示一个附加字节。

TCPIP协议分析试验报告

.. TCP/IP协议分析及应用实验报告学号：姓名：班级：实验项目编号： B03862704 实验项目名称：传输控制协议TCP 一、实验目的： 1. 掌握TCP协议的报文格式。 2. 掌握TCP连接的建立和释放过程。 3. 掌握TCP数据传输中编号与确认的过程。 4. 掌握TCP协议校验和的计算方法。 5. 理解TCP重传机制。二、实验环境： Windows server 2003 TCP/IP协议分析及应用教学实验平台三、实验原理（或要求）： TCP报文格式 16位源端口号 16位目的端口号位序号32 位确认序号32F P U A R S 4位首6保留（16I 位窗口大小 C 部长R S S Y 位）N N T G K H 度位紧急指针16位校验和16 选项数据连接的建立TCP在面向连接的环境中，开始传输数据之前，在两个终 TCP是面向连接的协议。通信双方必须用彼此的初端之间必须先建立一个连接。对于一个要建立的连接，（指明希望收到的下一个ackseq始化序列号和来自对方成功传输确认的应答号。ACK，应答信号写为八位组的编号）来同步，习惯上将同步信号写为SYN整个同步的过程称为三次握手，如图：优质范文．

连接的释放TCP附加标记的报FINTCP使用四次握手来结束通话（使用一个带有对于一个已经建立的连接，如图。文段） TCP重传机制只要计时器设置的重传时间到期，就对这个报文段设置一次计时器。TCP每发送一个报文段，但还没有收到确认，就要重传这一报文段。

优质范文． .. 四、实验步骤：练习一：察看TCP连接的建立和释放主机B、C、D启动协议分析器进行数据捕获,并设置过滤条件（提取TCP协议）。主机A启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。在“服务器信息/IP地址”中填入主机C的IP地址；使用“端口扫描”获取主机C的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机C的一个TCP端口(大于1024)；点击“连接”按钮进行连接。察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表。字段名称报文1 报文2 报文3 Sequence Number Acknowledgement Number ACK SYN TCP连接建立时，前两个报文的首部都有一个“maximum segment size”字段，它的值是多少？作用是什么？结合IEEE802.3协议规定的以太网最大帧长度分析此数据是怎样得出的。主机A断开与主机C的TCP连接。察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表。

计算机网络实验三协议分析精编

计算机网络实验三协议分析精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986

天津理工大学实验报告学院（系）名称：计算机与通信工程学院

6.列举出你所抓到数据包的种类（协议名称）。列表写出客户端、网关、web服务器的IP地址和MAC地址。HTTP客户端和服务器段的端口号。答：数据包的种类TCP、UDP、DNS、DHCP、ARP、OSPF、LLDP、SSL、TLS、NBNS、BROWSER=等。客户端网关Web服务器 IP地址 MAC地址58:6a:b1:5d:be:3344:37:e6:04:08:9f44:37:e6:04:09:c5 HTTP客户端的端口号：80，服务器端口号：2518。 7.将TCP、IP、ARP、DNS、HTTP和Ethernet的首部字段的名字和值按照协议的格式（参见附录2）分别记录下来。（任意打开一个消息）答：IP：

版本：4首部长度：20bytes区分服务：0x00总长度：40 标识:0x41c6标志:0x02片偏移:0 生存时间:51协议:TCP（6）首部校验和:0x4bfb 源地址: 目的地址: 可选字段:填充 TCP: 源端口：80目的端口：2518 序号：1 确认号：716 数据偏移保留URG ACK 1 PSH RS I SYN FIN 窗口：16128检验和0xf2e5紧急指针: 无效

选项:空填充：空ARP: 以太网目的地址：HonHaiPr_04:08:9f (44:37:e6:04:08:9f)以太网源地址： HonHaiPr_04:09:c5 (44:37:e6:04:09:c5) 帧类型：ARP (0x0806) DNS:

实验16 路由器接口HDLC协议封装配置(改写)

实验18路由器接口HDLC协议封装配置【背景知识】教材4.4.3内容。理解掌握如下知识点：（1）理解在广域网环境下采用串行方式进行通信，因此需要相应的串行通信协议，如HDLC、PPP、Frame-Relay等；（2）掌握串行通信时的DTE和DCE概念，理解主要区别在于DCE提供时钟信号而DTE只是接受时钟信号；（3）cisco路由器的串行端口上，HDLC是缺省配置，而且采用的是cisco的私有协议HDLC，而不是通用的HDLC标准。（4）在实验室环境中，将两台路由器直接相连（称为背靠背连接）。虽然路由器本质上属于DTE，但在此环境下可以将其中一台路由器模拟为DCE。究竟哪台路由器是DCE，取决于具体的连线。确定为DCE的路由器串行端口，必须配置时钟信号。【实验拓扑】实验线路连接图8-21所示，实验时使用Cisco Packet Tracer5.2完成拓扑结构搭建。图8-21 实验18线路连接图【实验内容】 (1) 选择两台C2811 路由器，分别关闭电源后添加WIC-2T 模块，添加位置为插槽0/接口适配器0，如下图8.22 所示。开启电源之后使用Serial 电缆将两台路由器的Serial0/0/0接口进行连接，连接时使得C2811B 为DCE 端、C2811A 为DTE 端。图8.22 WIC-2T 模块安装位置【提示1】图8.22所示界面，可以单击某台路由器的图标，然后在弹出的框中选择“Physical”选项卡，接着在左侧一栏中选择WIC-2T，最后按住鼠标左键不变拖动到对应的适配器即可。【提示2】在选择线缆时，用串行线旁边带时钟符号的线先连接C2811B，那么C2811B即为DCE 端，线另外一头所连接的路由器C2811A就是DTE；反之，亦成立。 (2) 参阅教材4.4.3 中内容，配置C2811A 接口Serial0/0/0 的IP 地址192.168.1.1/24 和二层协议封装为HDLC，配置C2811B 接口Serial0/0/0 的IP 地址192.168.1.2/24 和二层协

ip协议实验

竭诚为您提供优质文档/双击可除 ip协议实验篇一：实验三ip协议分析实验实验报告班级：0906401姓名：吴朋发学号：36实验日期：评分：_____________ 1.实验名称 ip协议分析实验2.实验学时 2学时3.实验类型设计型4.实验目的 1、分析ip基本ip报头结构，给出每一个字段的值及其含义，加深对ipV4协议理解。 2、分析http报头结构 3、分析tcp、ip、http封装关系5.实验内容借助于网络分析议etherreal捕获http、tcp、ip报文，分析ip报文头结构，理解其具体意义。6.实验原理网络实验室40台学生机组成一个局域网络，并连接学校校园网络，每台主机均能通过校园网络实现对internet 的访问。学生机所装操作系统均为windows20xxserver。7.实验步骤（包括实验原始记录、实验数据处理、结果分析）

步骤1：认真阅读文档《ethreal的使用方法》，熟练掌握windows下ethereal的使用方法。步骤2：在学生机上启动etherreal软件进行报文截获，然后在ie浏览器上输入，分析截获的http报文、tcp报文，试找出http协议数据包，并进行分析，研究主窗口中的数据报文列表窗口和协议树窗口信息，填写下表。步骤3：找出对应的ip报文，试分析ip数据报文头中各字段值的含义，并填入下表步骤4：分析aRp报文结构：选中第一条aRp请求报文和第一条aRp应答报文，将aRp请求报文和aRp应答报文中的字段信息填入下表。步骤5：根据实验截获的报文写出aRp协议在同一网段内的解析过程。步骤6：综合分析截获的数据报文，概括http协议的工作过程（从在浏览器上输入步骤7：选择一条计算机发出的dns请求报文和对应的dns应答报文，填写下表。步骤8：简述dns域名解析的过程。 1、当客户机提出查询请求时，首先在本地计算机的缓存中查找。 2、客户机将域名查询请求发送到本地dns服务器,。 3、如果本地服务器不能在本地找到客户机查询的信息，

实验3_网络协议分析Ethereal

实验三网络协议分析器Ethereal 一、实验目的和要求 ?了解网络协议分析器Ethereal的基本知识 ?掌握Ethereal安装过程 ?掌握使用Ethereal捕捉数据包的方法 ?能对捕获到的包简单分析二、实验内容安装Ethereal软件和相应的WinpCap软件，启动Ethereal并设置相应的选项，捕获一段记录。三、实验设备 PC机、Ethereal软件、WinpCap软件四、背景知识 Ethereal是一个有名的网络端口探测器，是可以在Linux、Solaris、SGI等各种平台运行的网络监听软件，它主要是针对TCP/IP协议的不安全性对运行该协议的机器进行监听。其功能相当于Windows下的Sniffer，都是在一个共享的网络环境下对数据包进行捕捉和分析，而且还能够自由地为其增加某些插件以实现额外功能。Ethernet网络监测工具可在实时模式或离线模式中用来捕获和分析网络通信。下面是使用Ethereal 可以完成的几个工作：网络管理员使用它去帮助解决网络问题

?网络安全工程师用它去测试安全问题 ?开发人员用它是调试协议的实现过程 ?用它还可以帮助人员深入的学习网络协议下面是Ethereal 提供的一些特性： ?支持UNIX 平台和Windows 平台。 ?从网络接口上捕获实时数据包 ?以非常详细的协议方式显示数据包 ?可以打开或者存贮捕获的数据包 ?导入/导出数据包，从/到其它的捕获程序 ?按多种方式过滤数据包 ?按多种方式查找数据包 ?根据过滤条件，以不同的颜色显示数据包 ?可以建立多种统计数据五、实验步骤 1、安装Ethereal和 WinpCap。有的Ethereal中自带WinpCap就不需要再另外安装了。实验室里面一般安装好了。下载地址：https://www.wendangku.net/doc/ce3728570.html, 安装好后，桌面上会出现“”图标，为Ethereal的桌面快捷方式。 2、启动Ethereal，界面如下：

HDLC协议概述

HDLC协议概述刘文龙（北京理工大学信息与电子学院）学号2120110886 摘要：不同企业和不同公司的产品越来越先进，单板也越来越复杂，单板与单板之间，与终端之间数据传输的容量与可靠性要求也越来越高，简单的通讯方式满足不了要求的。HDLC 链路控制协议是现在常见的同步协议，为使不了解它的人有一个初步的认识，本文对数据链路层的HDLC协议进行综述介绍，主要内容包括HDLC的发展数据链路控制协议，HDLC协议的主要内容、存在的技术标准以及HDLC的应用和发展前景等。并重点介绍了HDLC的基本概念及帧格式。如果想进一步了解，可以参考和查阅其他相关资料。关键词：HDLC，数据链路层，帧格式，帧结构一HDLC概述 1.1 HDLC的发展历史高级数据链路控制（High-Level Data Link Control或简称HDLC），是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议，它是由国际标准化组织(ISO)根据IBM公司的SDLC(Synchronous Data Link Control)协议扩展开发而成的.其最大特点是不需要数据必须是规定字符集，对任何一种比特流，均可以实现透明的传输。1974年，IBM公司率先提出了面向比特的同步数据链路控制规程SDLC（S ynchronous Data Link Control）。随后，ANSI和ISO均采纳并发展了SDLC，并分别提出了自己的标准： 1* ANSI的高级通信控制过程ADCCP（Advanced Data Control Procedure）， 2* ISO的高级数据链路控制规程HDLC（High-level Data Link Contl）。从此，HDLC协议开始得到了人们的广泛关注，并开始应用于通信领域的各个方面。1.2 HDLC的特点 HDLC是面向比特的数据链路控制协议的典型代表，有着很大的优势： 1* HDLC协议不依赖于任何一种字符编码集； 2*数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现； 3*全双工通信，有较高的数据链路传输效率； 4*所有帧采用CRC检验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重份，传输可靠性高； 5*传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性。由于以上特点，目前网络设计及整机内部通讯设计普遍使用HDLC数据链路控制协议。HDLC已经成为通信领域额不可缺少的一个重要协议。

《网络协议分析》实验指导书

网络协议分析课题名称：网络协议分析指导教师：赵红敏专业班级：2014级计算机科学与技术2班学号： 20144591 姓名：孙晓阳

目录实验一点到点协议PPP (4) 实验目的 (4) 实验环境 (4) 实验步骤 (4) 实验二地址转换协议ARP (10) 实验目的 (10) 实验环境 (10) 实验步骤 (10) 实验三Internet控制报文协议ICMP (16) 实验目的 (16) 实验环境 (16) 实验步骤 (16) 实验四实现”洞”的算法 (20) 实验目的 (20) 实验环境 (20) 实验要求 (20)

实验一点到点协议PPP 实验目的 1．理解PPP协议的工作原理及作用。 2．练习PPP，CHAP的配置。 3．验证PPP,CHAP的工作原理。实验环境 1．安装windows操作系统的PC计算机。 2．Boson NetSim模拟仿真软件。实验步骤 1、绘制实验拓扑图利用Boson Network Designer绘制实验网络拓扑图如图1-1。本实验选择两台4500型号的路由器。同时，采用Serial串行方式连接两台路由器，并选择点到点类型。其中DCE端可以任意选择，对于DCE端路由器的接口(Serial 0/0)需要配置时钟信号（这里用R1的Serial 0/0作为DCE端）。 2、配置路由器基本参数绘制完实验拓扑图后，可将其保存并装入Boson NetSim中开始试验配置。配置时点击

Boson NetSim程序工具栏按钮eRouters,选择R1 并按下面的过程进行路由器1的基本参数配置： Router>enable Router#conf t Router(config)#host R1 R1(config)#enable secret c1 R1(config)#line vty 0 4 R1(config-line)#password c2 R1(config-line)#interface serial 0/0 R1(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 R1(config-if)#clock rate 64000 R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#end R1#copy running-config startup-config 点击工具栏按钮eRouters，选择R2并按下面过程进行路由器的基本参数配置： Router>enable Router#conf t Router(config)#host R2 R2(config)#enable secret c1

计算机网络实验报告材料三网际协议详情IP

计算机网络实验报告实验题目：网际协议IP 学号:201200301106 日期：2014/11/20 班级：2012级软工3班姓名：李凯峰实验目的： 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。实验环境：该实验采用网络结构二实验原理： IP协议简介、IP地址及其表示方法、IP报文格式、路由选择等知识。实验内容及结果：练习1：各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。 1.主机B在命令行方式下输入staticroute_config命令，开启静态路由服务。 2.主机A启动协议编辑器，编辑一个IP数据报，其中： MAC层：目的MAC地址：主机B的MAC地址（对应于172.16.1.1接口的MAC）。源MAC地址：主机A的MAC地址。协议类型或数据长度：0800。 IP层：总长度：IP层长度。生存时间：128。源IP地址：主机A的IP地址（172.16.1.2）。目的IP地址：主机E的IP地址（172.16.0.2）。校验和：在其它所有字段填充完毕后计算并填充。自定义字段：数据：填入大于1字节的用户数据。说明：先使用协议编辑器的“手动计算”校验和，再使用协议编辑器的“自动计算”校验和，将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。

HDLC协议原理及其概述

HDLC协议原理及其应用概述摘要：数据链路层的主要功能是在物理层的数字比特流或字节流上传输信息帧，而高级数据链路控制HDLC（High-level Data Link Control）规程是通信领域现阶段应用十分广泛的一个数据链路层协议。HDLC是面向比特的数据链路控制协议的典型代表，它是由国际标准化组织(ISO)定制的，为在数据链路层上操作提供了一系列的标准。本文介绍了HDLC协议的发展历史、主要内容、存在的标准及其应用和发展前景。关键词：数据链路层、HDLC协议引言根据通信的功能，整个通信过程可以分为若干层，每一层的对等协议通过使用下层服务对齐上层提供服务。其中数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供透明的和可靠的数据传输服务。为此，数据链路层必须具备一系列相应的功能，主要有：将数据组合成帧，并向帧中插入地址或协议类型信心；提供差错控制以确保可靠的传输；提供流量控制，以避免接收端缓冲区溢出；提供链路管理控制功能。数据链路层的协议可以分为两类：面向字符的协议和面向比特的协议。其中HDLC（高级数据链路控制）就是一种重要的面向比特的数据链路层协议。一．HDLC的发展历史最早的数据链路层协议是面向字符的，有很多缺点：控制报文和数据报文格式不一样；采用停止等待方式，效率低；只对数据部分进行差错控制，可靠性较差；系统每增加一种功能就需要设定一个新的控制字符。为克服这些缺点，上世纪七十年代初，IBM公司推出了著名的体系结构SNA。在SNA的数据链路层规程采用了面向比特的规程SDLC（Synchronous Data Link Control）。所谓“面向比特”就是帧首部中的控制信息不是由几种不同的控制字符组成，而是由首部中各比特的值来决定。由于比特的组合是多种多样的，因此DLC协议能够满足各种用户的不同需求。此外，SDLC还使用同步传输，效率比异步传输有了很大的提高。后来ISO把SDLC修改后成为HDLC（High-level Data Link Control），作为国际标准ISO 3309。我国相应的标准是GB 7496。CCITT则将HDLC再修改后称为链路接入规程LAP（Link Access Procedure），并作为X.25建议书的一部分。不久，HDLC的新版本又把LAP修改为LAPB，“B”表示平衡型（Balanced），所以LAPB叫做链路接入规程（平衡型）。

网络协议实验报告汇总

实验一以太网链路层帧格式分析一．实验目的分析MAC层帧结构二．实验内容及步骤步骤一：运行ipconfig命令在Windows的命令提示符界面中输入命令：ipconfig /all，会显示本机的网络信息：步骤二：编辑LLC信息帧并发送 1、打开协议数据发生器，在工具栏选择“添加”，会弹出“网络包模版”的对话框，在“选择生成的网络包”下拉列表中选择“LLC协议模版”，建立一个LLC帧。

2、在“网络包模版”对话框中点击“确定”按钮后，会出现新建立的数据帧，此时在协议数据发生器的各部分会显示出该帧的信息。 3、编辑LLC帧。 4、点击工具栏或菜单栏中的“发送”，在弹出的“发送数据包”对话框上选中“循环发送”，填入发送次数，选择“开始”按钮，即可按照预定的数目发送该帧。在本例中，选择发送10次。 5、在主机B的网络协议分析仪一端，点击工具栏内的“开始”按钮，对数据帧进行捕获，按“结束”按钮停止捕获。捕获到的数据帧会显示在页面中，可以选择两种视图对捕获到的数据帧进行分析，会话视图和协议视图，可以清楚的看到捕获数据包的分类统计结果。步骤三：编辑LLC监控帧和无编号帧，并发送和捕获步骤四：保存捕获的数据帧步骤五：捕获数据帧并分析 1、启动网络协议分析仪在网络内进行捕获，获得若干以太网帧。 2、对其中的5-10个帧的以太网首部进行观察和分析，分析的内容为：源物理地址、目的物理地址、上层协议类型。捕获到的数据报报文如下：

对所抓的数据帧进行分析： ①MAC header: 目的物理地址：00:D0:F8:BC:E7:08 源物理地址：00:13:D3:51:44:DD 类型：0800表示IP协议 ②IP header: IP协议报文格式如下：版本：4表示IPv4 首部长度：5表示5×4=20个字节。服务类型：00表示正常处理该数据报。总长度：0028表示此数据报的总长度为40字节。

HDLC协议

HDLC 高级数据链路控制（High-Level Data Link Control或简称HDLC），是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议，它是由国际标准化组织(ISO)根据IBM公司的SDLC(Synchronous Data Link Control)协议扩展开发而成的. 七十年代初，IBM公司率先提出了面向比特的同步数据链路控制规程SDLC （Synchronous Data Link Control）。随后，ANSI和ISO均采纳并发展了SDLC，并分别提出了自己的标准：ANSI的高级通信控制过程ADCCP（Advanced Data Control Procedure），ISO的高级数据链路控制规程HDLC（High-level Data Link Contl）。链路控制协议着重于对分段成物理块或包的数据的逻辑传输，块或包由起始标志引导并由终止标志结束，也称为帧。帧是每个控制、每个响应以及用协议传输的所有信息的媒体的工具。所有面向比特的数据链路控制协议均采用统一的帧格式，不论是数据还是单独的控制信息均以帧为单位传送。每个帧前、后均有一标志码01111110,用作帧的起始、终止指示及帧的同步。标志码不允许在帧的内部出现，以免引起畸意。为保证标志码的唯一性但又兼顾帧内数据的透明性，可以采用“0比特插入法”来解决。该法在发送端监视除标志码以外的所有字段，当发现有连续5个“1”出现时，便在其后添插一个“0”，然后继续发后继的比特流。在接收端，同样监除起始标志码以外的所有字段。当连续发现５个“1”出现后，若其后一个比特“0”则自动删除它，以恢复原来的比特流；若发现连续6个“1”，则可能是插入的“0”发生差错变成的“1”，也可能是收到了帧的终止标志码。后两种情况，可以进一步通过帧中的帧检验序列来加以区分。“0比特插入法”原理简单，很适合于硬件实现。在面向比特的协议的帧格式中，有一个8比特的控制字段，可以用它以编码方式定义丰富的控制命令和应答，相当于起到了ＢＳＣ协议中众多传输控制字符和转义序列的功能。作为面向比特的数据链路控制协议的典型，ＨＤＬＣ具有如下特点：协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用ＣＲＣ校验，对信息帧进行编号，可防止漏收或重份，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性和较完善的控制功能。由于以上特点，目前网络设计普遍使用ＨＤＬＣ作为数据链路管制协议。 1.ＨＤＬＣ的操作方式ＨＣＬＣ是通用的数据链路控制协议，当开始建立数据链路时，允许选用特定的操作方式。所谓链路操作方式，通俗地讲就是某站点以主站方式操作，还是以从站方式操作，或者是二者兼备。在链路上用于控制目的站称为主站，其它的受主站控制的站称为从站。主站负责对数据流进行组织，并且对链路上的差错实施恢复。由主站发往从站的帧称为命令帧，而由由站返回主站的帧称响应帧。连有多个站点的链路通常使用轮询技术，轮询其它站的站称为主站，而在点到点链路中每个站均可为主站。主站需要比从站有更多的逻辑功能，所以当终端与主机相连时，主机一般总是主站。在一个站连接多条链中的情况下，该站对于一些链路而言可能是主站，而对另外一些链路而言又可能是从站。有些可兼备主站和从站的功能，这站称为组合站，用于组合站之间信息传输的协议是对称的，即在链路上主、从站具有同样的传输控制功能，这又称作平衡操作，在计算