通信工程专业综合实验报告-移动通信系统实验

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业通信工程专业综合实验实验报告姓名班级学号指导教师：TOC\o"1-4"\h\z\u移动通信系统实验第四部分第三章GSM系统实验实验名称移动台主、被叫实验一、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。 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：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、实验步骤系统文件配置：192.168.0.41,,,,0001,2（我们小组）192.168.0.33,,,,0002,5（合作小组）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ISUPADRRESSCOMPLETE(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ISUPANSWER消息，主叫MSC收到此消息后，将向主叫MS发送CONNECT消息，MS回送CONNECTACKNOWLEDGE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。（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ISUPADRRESSCOMPLETE(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ISUPRELEASE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ISUPRELEASE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：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CONNECTACKNOWLEDGE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。五、信令记录及分析主叫：Friday,April13,201212:08:32*********************************************************12:05:22->->-初始化完成12:05:26BS->->MS-GET_SYSTEMINF3-广播消息12:05:26MS->->BS-CHANNELREQUEST-申请信道12:05:27BS->->MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:05:27MS->->MSC-LOCATIONUPDATINGREQUEST-位置更新请求12:05:27BS->->MS-L2_UA12:05:27MSC->->MS-AUTHENTICATIONREQUEST-鉴权请求12:05:27MS->->MSC-AUTHENTICATIONRESPONSE-鉴权应答12:05:27BS->->MS-LOCATIONUPDATINGACCEPT12:05:28MS->->BS-TMSI_RELOCATION_COMPLETE12:05:28BS->->MS-Channelrelease12:05:28MS->->BS-L2_DISC12:05:28BS->->MS-L2_UA12:05:33MS->->BS-CHANNELREQUEST-申请信道12:05:33BS->->MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:05:34MS->->MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:05:34BS->->MS-L2_UA12:05:34MSC->->MS-AUTHENTICATIONREQUEST-鉴权请求12:05:34MS->->MSC-AUTHENTICATIONRESPONSE-鉴权应答12:05:34MS->->MSC-SET_UP被叫关机时，主叫部分的信令流程12:05:35MSC->->MS-CallProceeding被叫关机时，主叫部分的信令流程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-RELEASE12:05:36BS->->MS-ReleaseComplete12:05:36BS->->MS-Channelrelease12:05:37MS->->BS-L2_DISC12:05:37BS->->MS-L2_UA12:06:07MS->->BS-CHANNELREQUEST-申请信道12:06:07BS->->MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:06:07MS->->MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:06:07BS->->MS-L2_UA12:06:07MSC->->MS-AUTHENTICATIONREQUEST-鉴权请求12:06:07MS->->MSC-AUTHENTICATIONRESPONSE-鉴权应答12:06:08MS->->MSC-SET_UP12:06:08MSC->->MS-CallProceeding12:06:11对方MSC->->本MSC-ISUPADDRESSCOMPLETE-被叫已振铃12:06:12MSC->->MS-ALERTING12:06:12对方MSC->->本MSC-ISUP_ANSWER-被叫摘机12:06:13MSC->->MS-Connect12:06:13MS->->MSC-CONNECTACK12:06:19MS->->MSC-DISCONNECT-挂断电话12:06:19MSC->->MS-RELEASE12:06:19MS->->MSC-RELEASECOMPLETE12:06:19BS->->MS-Channelrelease12:06:20MS->->BS-L2_DISC12:06:20BS->->MS-L2_UA12:06:33MS->->BS-CHANNELREQUEST-申请信道12:06:33BS->->MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:06:33MS->->MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:06:33BS->->MS-L2_UA12:06:33MSC->->MS-AUTHENTICATIONREQUEST-鉴权请求12:06:33MS->->MSC-AUTHENTICATIONRESPONSE-鉴权应答12:06:34MS->->MSC-SET_UP12:06:34MSC->->MS-CallProceeding被叫振铃后无应答时的，移动台主叫部分的信令流程被叫振铃后无应答时的，移动台主叫部分的信令流程12:06:38对方MSC->->本MSC-ISUPADDRESSCOMPLETE-被叫已振铃12:06:38MSC->->MS-ALERTING12:07:18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-RELEASE12:07:19BS->->MS-ReleaseComplete12:07:19BS->->MS-Channelrelease12:07:20MS->->BS-L2_DISC12:07:20BS->->MS-L2_UA12:07:38MS->->BS-CHANNELREQUEST-申请信道12:07:38BS->->MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:07:38MS->->MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:07:38BS->->MS-L2_UA12:07:38MSC->->MS-AUTHENTICATIONREQUEST-鉴权请求12:07:38MS->->MSC-AUTHENTICATIONRESPONSE-鉴权应答12:07:39MS->->MSC-SET_UP12:08:10BS->->MS-ReleaseComplete12:08:10BS->->MS-Channelrelease12:08:10MS->->BS-L2_DISC12:08:11BS->->MS-L2_UA12:08:14MS->->BS-CHANNELREQUEST-申请信道12:08:14BS->->MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配被叫号码无效时，移动台主叫的信令被叫号码无效时，移动台主叫的信令12:08:14MS->->MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:08:14BS->->MS-L2_UA12:08:14MSC->->MS-AUTHENTICATIONREQUEST-鉴权请求12:08:14MS->->MSC-AUTHENTICATIONRESPONSE-鉴权应答12:08:15MS->->MSC-SET_UP12:08:16BS->->MS-ReleaseComplete12:08:16BS->->MS-Channelrelease12:08:16MS->->BS-L2_DISC12:08:16BS->->MS-L2_UA12:08:22MS->->BS-CHANNELREQUEST-申请信道12:08:22BS->->MS-GET_IMMEDIATEASSIGNMENT-立即分配12:08:22MS->->MSC-CM_SERVICE_REQUEST12:08:22BS->->MS-L2_UA12:08:22MSC->->MS-AUTHENTICATIONREQUEST-鉴权请求12:08:22MS->->MSC-AUTHENTICATIONRESPONSE-鉴权应答12:08:23MS->->MSC-SET_UP12:08:23MSC->->MS-CallProceeding12:08:26对方MSC->->本MSC-ISUPADDRESSCOMPLETE-被叫已振铃12:08:27MSC->->MS-ALERTING被叫摘机，呼叫成功的信令被叫摘机，呼叫成功的信令12:08:28对方MSC->->本MSC-ISUP_ANSWER-被叫摘机12:08:29MSC->->MS-Connect12:08:29MS->->MSC-CONNECTACK被叫挂断，通话结束的信令12:08:31对方MSC->->本MSC-ISUP_RELEASE-挂断电话被叫挂断，通话结束的信令12:08:32MSC->->MS-DISCONNECT-被叫未开机被叫：（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：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、问题分析在实验过程中，我们出现了几个小问题：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；后来发现还是不通是因为系统配置文件没有进行配置；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。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）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。第一部分第五章网络协议分析实验名称（一）链路层格式分析一、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EthernetV2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。二、实验原理1.EthernetV2标准的MAC帧格式DIXEthernetV2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DIXEthernetV2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][-ncount][-llength][-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。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192.168.0.41ping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：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；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问题而是网线连接的问题。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：Ethernet帧的结构以及各项信息的含义：Ethernet帧的结构:|前序

|目的地址

|源地址

|0x8137

|IPX数据报|FCS

||8byte

|

6byte

|6byte

|2byte

|46~1500byte

|4byte|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：ARP请求帧：ARP应答帧：ARP协议分析：ARP的首部组成成分为：硬件类型（Hardwaretype）、协议类型（Protocoltype）、硬件地址长度(Hardwaresize)、协议地址长度(Protocolsize)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）0x00020x0001460x00010x08000x00020x0001460x00010x08003.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）网络层协议分析一、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网络层各协议帧的详细信息：ARP数据包:ARP数据报详细信息Hardwaretype——硬件类型Protocoltype——协议类型Hardwaresize——硬件地址长度Protocolsize——协议地址长度Opcode——选项SenderMACaddress——源物理地址SenderIPaddress——源IP地址TargetMACaddress——目标物理地址TargetIPaddress——目标IP地址ICMP数据包：IP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：Version——版本号，为4.0版本；Headerlength——报头长度为20bytes；DifferentiatedServicesField——服务类型；Identification——标识位；Flags——标志位；Fragmentoffset——片偏移，为0；Timetolive——生存时间，最高为128；Protocol——协议类型；Headerchecksum——头校验；Source——源IP地址；Destination——目的IP地址；Totallength——IP数据报总长度为60byte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“Requesttimedout”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ICMPEcho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“ping127.0.0.1”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。第四部分第三章GSM系统实验实验名称900MHZGSM手机实验一、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、实验原理本实验主要围绕如何用AT命令来控制SIM200GSM模块来实现语音通信和TEXT/PDU模式下的短消息收发。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<电话号码>;主叫拨号ATA被叫摘机ATH0主动挂机或终止电话呼叫AT+CCFC=<reas>,<mode>,<号码>,[号码模式]呼叫转移(callforwarding)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=<n>删除短信AT+CMGL=<stat>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?<CR>2返回消息：A+CREG:0,1---登录成功，本地登录OKB+CREG:0,2---正在搜索网络，正在登录OKC+CREG:0,3---登录失败OKD+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+CSQ2返回消息：+CSQ:<rssi>,<ber>OK(三)主叫拨号1发送的AT命令：ATDT<电话号码>;<CR>2可能返回消息：OK---接通或正在振铃NOCARRIER---对方无人接听BUSY---对方正忙NODIALTONE--无拨号音例子：ATDT;<CR>(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<CR>(五)主动挂机或终止电话呼叫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<CR>(六)呼叫转移与控制1相关的AT命令：AT+CCFC=<reas>,<mode>,<号码>[,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<CR>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+CLIP:“”,129或：RING+CLIP:“+88”,145或：RING+CLIP:“”,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：OK2删除短信命令：AT+CMGD=<n><CR>响应：OK（删除成功）+CMS:ERROR321（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=<stat><CR>4读短信内容命令：AT+CMGR=<index>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ATEXT模式下：首先发送“AT+CMGS=<da><CR>”，等回送“>”后，输入要发送的内容，并以Contr-Z(0x1A)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。BPDU模式下：首先发送“AT+CMGS=<length><CR>”，等回送“>”后，按规定的格式输入要发送的内容，并以Contr-Z(0x1A)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（2）响应格式见下图。（3）举例A．TEXT模式下，向发送“abcdefghijk12345”发送：A