計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的分析研究

1、    計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的分析研究    陳應(yīng)勛【摘要】：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是有關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的一整套規(guī)則，或者說是為完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信而制訂的規(guī)則、約定和標(biāo)準(zhǔn)。本文介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念和分類，并通過解析網(wǎng)絡(luò)協(xié)議介紹了如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)而對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行了進(jìn)一步的分析研究?！娟P(guān)鍵詞】：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用研究目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已遍及人類生活、學(xué)習(xí)、工作等活動(dòng)的一切領(lǐng)域。這一切網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用都是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(有時(shí)也稱為通信協(xié)議)是指在計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信必須遵循的一些事先約定好的規(guī)則

2、。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須遵循標(biāo)準(zhǔn)化的體系結(jié)構(gòu)，目前主要有iso的osi標(biāo)準(zhǔn)和tcpip協(xié)議組標(biāo)準(zhǔn)。通信涉及的所有部分都必須認(rèn)同一套用于信息交換的規(guī)則。在osirm層次模型中，把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)定成7層模型。一是物理層，給出了一個(gè)通信信道的物理媒體上傳輸原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流(也稱比特流)時(shí)的協(xié)議(is02110，ieee802j ieee802，2)二是數(shù)據(jù)鏈路層。給出了把二進(jìn)制數(shù)據(jù)流劃分成數(shù)據(jù)幀，并依照一定規(guī)則傳送與處理的協(xié)議(slip，cslip，ppp，ar p，rarp，mtu)；三是網(wǎng)絡(luò)層把數(shù)據(jù)幀劃分成更小的“分組”，規(guī)定分組的格式，給出使分組經(jīng)過通信子網(wǎng)正確的從源傳送到目的地的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層是控制通信子

3、網(wǎng)正常運(yùn)行的協(xié)議，它提供兩類典型的數(shù)據(jù)分組傳送服務(wù)方式(ip，icmp，rip，ospf，bgp，igmp)l四是傳輸層，根據(jù)高層用戶的請(qǐng)求建立起有效的網(wǎng)絡(luò)通信連接，處理端到端之間通信的差錯(cuò)控制、恢復(fù)處理和流量控制問題，也可以方便的撤消與拆除網(wǎng)絡(luò)連接(tcp，udp)；五是會(huì)話層，允許不同主機(jī)上的各種進(jìn)程之間進(jìn)行會(huì)話；六是表示層，為應(yīng)用層提供傳輸?shù)男畔⒃诒硎痉矫娴囊?guī)則與協(xié)議；七是應(yīng)用層，為各類不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供使用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的手段，具體規(guī)定了在用戶級(jí)別需要的、帶有通信任務(wù)的許多常用信息服務(wù)的規(guī)則和協(xié)議。2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分類(1)局域網(wǎng)協(xié)議。局域網(wǎng)協(xié)議定義了在多種局域網(wǎng)介質(zhì)上的通信。目前，常用的

4、局域網(wǎng)協(xié)議主要有netbeui、ipxspx及其兼容協(xié)議和tcpip三類。(2)廣域網(wǎng)協(xié)議。廣域網(wǎng)協(xié)議是在osi參考模型的最下面三層操作。定義了在不同的廣域網(wǎng)介質(zhì)上的通信。主要用于廣域網(wǎng)的通信協(xié)議比較多，如：高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議、點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議(ppp)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(ddn)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(isdn)、數(shù)字用戶線(xdsl)、x.25協(xié)議等等。(3)路由選擇協(xié)議。路由選擇協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，它負(fù)責(zé)路徑的選擇和交換。路由選擇協(xié)議還分為內(nèi)部路由協(xié)議(它是在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部交換路由信息的路由協(xié)議)和外部路由協(xié)議(它是為連接兩個(gè)或多個(gè)自治系統(tǒng)的路由協(xié)議)。二網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中ping程序及其應(yīng)用這個(gè)程序用來檢鍘一

5、幀數(shù)據(jù)從當(dāng)前主機(jī)傳送到目的主機(jī)所需要的時(shí)間。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，采用這個(gè)實(shí)用程序來預(yù)測(cè)故障和確定故障源是非常有效的。如果執(zhí)行ping不成功，則可以預(yù)測(cè)故障出現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：網(wǎng)線是否連通，網(wǎng)絡(luò)適配器配置是否正確，ip地址是否可用等；如果執(zhí)行ping成功而網(wǎng)絡(luò)仍無法使用，那么問題很可能出在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟件配置方面，ping成功只能保證當(dāng)前主機(jī)與目的主機(jī)間存在一條連通的物理路徑。它還提供了許多參數(shù)，如-t使當(dāng)前主機(jī)不斷地向目的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，直到使用ctrl-c中斷；-n可以自己確定向目的主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀數(shù)等等。我們稱發(fā)送回顯請(qǐng)求的ping程序?yàn)榭蛻簦Q被ping的主機(jī)為服務(wù)器。大多數(shù)的tcpi

6、p央現(xiàn)都在內(nèi)核中直接支持ping服務(wù)器。icmp回顯請(qǐng)求和回顯應(yīng)答報(bào)文如圖所示。對(duì)于其他類型的icmp查詢報(bào)文，服務(wù)器必須響應(yīng)標(biāo)識(shí)符和序列號(hào)字段。另外，客戶發(fā)送的選項(xiàng)數(shù)據(jù)必須回顯，假設(shè)客戶對(duì)這些信息都會(huì)感興趣。unix系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)ping程序時(shí)是把icmp報(bào)文中的標(biāo)識(shí)符字段置成發(fā)送進(jìn)程的id號(hào)。這樣即使在同一臺(tái)主機(jī)上同時(shí)運(yùn)行了多個(gè)ping程序?qū)嵗?，ping程序也可以識(shí)別出返回的信息。序列號(hào)從0開始，每發(fā)送一次新的回顯請(qǐng)求就加1。ping程序打印出返回的每個(gè)分組的序列號(hào)，允許我們查看是否有分組丟失、失序或重復(fù)。ip是一種最好的數(shù)據(jù)報(bào)傳遞服務(wù)，因此這三個(gè)條件都有可能發(fā)生。舊版本的ping程序曾經(jīng)以這

7、種模式運(yùn)行，即每秒發(fā)送一個(gè)回顯請(qǐng)求，并打印出返回的每個(gè)回顯應(yīng)答。但是，新版本的實(shí)現(xiàn)需要加ac-s選項(xiàng)才能以這種模式運(yùn)行。默認(rèn)情況下，新版本的ping程序只發(fā)送一個(gè)回顯請(qǐng)求。三網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)用的分析tcpip的應(yīng)用層協(xié)議有多個(gè)，http協(xié)議是一個(gè)面向連接的協(xié)議。選用iris v4，07作為協(xié)議分析工具。這操作系統(tǒng)是windows xpsp2。運(yùn)行iris的主機(jī)位于以太網(wǎng)內(nèi)，具有內(nèi)網(wǎng)的ip。運(yùn)行iris，用熱鍵ctrl+b彈出iris地址表。在表中填寫機(jī)器的ip地址，這里我們運(yùn)行iris的主機(jī)ip為102，34，12，113，為了對(duì)抓取的包看得更清楚不要添主機(jī)的名字(name)，設(shè)置好關(guān)閉此窗口?；氐?/p>

8、iris的主窗口，點(diǎn)擊kilters菜單項(xiàng)，在下拉的菜單中選擇only-http，ftl項(xiàng)。這是iris提供的過濾設(shè)置，此設(shè)置只抓取http協(xié)議的數(shù)據(jù)包。在iris的主窗口，點(diǎn)擊工具欄中的開始按鈕，開始抓包。轉(zhuǎn)到瀏覽器界面，輸入任意一個(gè)常用的網(wǎng)址，待此頁面在瀏覽器中完成后回到iris主窗口，可以看到抓取的多個(gè)包。如果此時(shí)沒有再抓取新包，可以關(guān)閉web瀏覽器，再轉(zhuǎn)到iris主窗口按下停止按鈕。為了更好的分析協(xié)議，我們先描述一下上述例子數(shù)據(jù)的傳輸步驟。第一、應(yīng)用軟件即web瀏覽器向dns服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，要求提供發(fā)往它的web地址的相應(yīng)的ip地址。第二、dns服務(wù)器收到請(qǐng)求后，發(fā)回相應(yīng)的ip地址。第三、tcp用所獲得的ip向web服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求。雙方建立連接。第四、web服務(wù)器向目的主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。第五、目的主機(jī)向web服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)傳送完成確認(rèn)。這是tcp建立數(shù)據(jù)傳輸通道的三次握手過程。tcp的數(shù)據(jù)包是靠ip協(xié)議來傳輸?shù)摹５玦p協(xié)議提供的是無連接的服務(wù)，只管把數(shù)據(jù)送出去，不能保證ip數(shù)據(jù)報(bào)能成功地到達(dá)目的地，保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸是靠tcp協(xié)議來完成的。當(dāng)接收端收到來自發(fā)送端的信息時(shí)，接收端將發(fā)送一條應(yīng)答信息，向?qū)Ψ奖硎疽咽盏侥愕男畔⒘?。這三組數(shù)據(jù)將能看到這個(gè)過程。tcp是一個(gè)面向連接的協(xié)議。無論哪方向