实验项目名称

网际协议ip

实验学时数

4

实验类别

专业基础

实验要求

必做

实验类型

验证性实验

实验项目

首开时间

2010

面向专业

网络工程专业

年级

2008级

适用课程名称

计算机网络

课程编号

(2010-2011-1)-0BH04912-19931002-1

实验原理简介

IP是TCP/IP协议族中最为核心的协议。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。

IP地址是网际协议地址（Internet Protocol address）的简称，用于Internet上主机的唯一标识。通信时要利用IP地址来指定目的主机地址。有两种形式来表示计算机在Internet上的地址：一种是数字表示的地址，通常称为IP地址。另一种是用字母表示的地址，称为域名地址。通常我们所说的IP协议使用32比特的地址，也可称为Ipv4。它的地址由类别、网络地址和主机地址共3个部分组成。类别区分地址的使用方式，网络地址用于区分不同的网络，主机地址用于在一个网络中区分主机。IP地址分成5类：A类，B类，C类，D类和E类。其中A、B和C类是基本的Internet地址，是用户使用的地址，D类地址是用于多目标广播的广播地址（也称多播或组播地址），E类地址为保留地址。

特殊的IP地址：

网络地址：主机地址为全“0”的IP地址不分配给任何主机，而是作为网络本身的标识。

直接广播地址：主机地址为全“1”的IP地址不分配给任何主机，用作广播地址，对应分组传递给该网络中的所有结点。

有限广播地址：32位为全“1”的IP地址（255.255.255.255）称为有限广播地址。

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。

回送地址：127.0.0.1称为回送地址，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。

IP数据报是由IP首部加数据组成的。IP首部的最大长度不超过60字节。链路层具有最大传输单元（MTU）这个特性，它限制了数据帧的最大长度。不同的网络类型都有一个上限值。以太网通常是1500字节。 如果IP层有数据包要传输，而数据包的长度超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片操作。使每一片长度都小于MTU。 IP首部中“16位标识”、“3位标志”和“13位片偏移”包含了分片和重组所需的信息。另外，当数据被分片后，每个片的“16位总长度” 值要改为该片的长度值。

大部分网络层设备都存储着一张记录路由信息的表格，称为路由表。它由许多条项目组成。网络层设备收到数据报后，根据其目的IP地址查找路由表确定数据报传输的最佳路径(下一跳)。然后利用网络层的协议重新封装数据报，利用下层提供的服务把数据报转发出去。 路由表的项目一般含有五个基本字段：目的地址、网络掩码、下一跳地址、接口、度量。

实验目的

1.       掌握IP数据报的报文格式；

2.       理解特殊IP地址的含义；

3.       掌握子网掩码和路由转发；

4.       理解IP分片过程。

主要实验内容

与实验要求

实验模式

或实验教学

方法

由于面对网络工程专业的学生，对于网络方面的知识要求较高，事先就会将实验课件分发给学生们，要求参加实验的每个人都要认真阅读其实验步骤以及熟悉网络拓扑结构。

在实验时，每六个同学为一个小组，每个同学的角色都不相同。一方面各自有自己的任务，另一方面要互相之间协作配合才能进行实验。

实验

考核方法

或要求

实验进行的一定阶段，指导教师会进行分组进度检查，并根据不同小组的实际进度及问题进行随时的讲解或者提示。

每个单独的实验练习结束，会针对每个小组进行该练习内容的小组答辩，期间各组同学均可以向该小组同学及老师提出相关问题，之后对于出现的各种具有代表性的问题进行统一的讲解。

应用效果

该实验进行以来，同学们均表示该实验课程使网络原理协议部分极其枯燥的原理性知识有了趣味性。在实际动手的过程中体会到了网络协议数据包的生成与传输中的变化，并在对于自己做出来的数据进行分析里感受到了知识的真正应用，在实验过程中明白了什么是团队合作，实在是受益匪浅。在小组答辩的过程中，不但整理了知识的思路和脉络，而且极大的锻炼了临场表达、团队协作、组织协调等重要的能力。