此外，在基本设计中允许IP通知发送者数据传送已失败，ICMP是TCP/IP协议栈的IP基本功能的一个组件。ICMP没有解决IP的不可靠性问题，可靠性由上层协议提供。当数据报文在传送出现错误时，ICMP被用于向数据报文的源设备传送这个报告错误，许多设备可以生成或回应不同的信息。下列是这些消息的清单：地址应答(Address Reply)、地址请求(Address Request)、目标不可达(Destination Unreachable)、回送(Echo)、回送应答(Echo Reply)、信息应答(Information Reply)、信息请求(Information Request)、参数问题(Parameter Prob-lem)、重定向(Redirect)、子网掩码请求(Subnet Mask Request)、超时(Time Exceeded)、时间戳(Times tamp)和时间戳应答(Timestamp Reply)。
Ping(Packet Internetor Inter-Network Groper，网间报文触摸者)是ICMP最为常见的实施方案之一。Ping使用的ICMP消息，包括回送、回送请求和目标不可达。Ping用于测试目标是否可用。发送站生成一个ICMP回送分组。如果目标可达，目标将以一个回送应答作为回应；如果目标不可达，路由器将以一个目标不可达信息作为回应。
四、实践操作
背景知识/准备工作
在本实验操作中，使用PC、交换机、路由器，规划并创建一个简单的TCP/IP网络。
通过Packet Tracer软件分析网络设备在通信中的IP、ARP、ICMP协议网络通信过程。
本实验需要以下资源：
安装有网卡的WindowsXP系统的主机、Packet Tracer模拟器软件；
交换机两台；
路由器各两台；
以太网交叉电缆一根、直通线四根、反转线缆一根。
(一)IP协议配置
Internet地址能够唯一地确定Internet上每台计算机与每个用户的位置。Internet地址有两种表示形式：IP地址和域名地址。接入Internet的每台计算机或路由器都有一个由授权结构分配的号码称为IP地址。IP地址由4个字节构成，每一个字节用一个0~255范围内的十进制数表示，例如192.168.0.122。IP地址采用分层结构，由网络号与主机号两部分组成。网络号用来标识一个逻辑网络；主机号用来标识网络中的一台主机。IP地址分成五类：即A类到E类。常用的是A类、B类和C类。
1.局域网主机IP协议配置
单击【开始】→【控制面板】，打开控制面板窗口，双击【网络连接】，打开网络连接窗口，右键单击本地连接，在快捷菜单中选择【属性】，出现本地连接属性对话框在本地连接属性对话框中，选定【Internet协议(TCP/IP)】，单击【属性】按钮，出现Inter-net协议(TCP/IP)属性对话框，根据所在场所的网段设置IP地址、子网掩码、默认网关等，单击【确定】按钮完成设置。
单击【开始】→【运行】，在运行对话框中输入命令“CMD”回车之后，将出现命令行界面。在提示符中输入“ipconfig”来显示IP的配置信息；或输入“ipconfig/all”显示详细的IP配置信息。
2.路由和交换设备的IP地址配置
Cisco的网络设备使用控制台端口实现管理目标，控制台使用RJ-45连接器通过反转线缆连接RJ-45toDB-9的转换适配器并连接到计算机的COM通信端口上，提供一种带外访问控制方式。当网络设备首次投入使用时，没有配置任何的网络连接参数，需要通过控制台端口来对设备进行初始配置，Console标记是位于Catalyst2950交换机背面的控制台端口；Cisco2621路由器的控制台端口在设备的正面。
一旦在Cisco设备上做了基本的配置，例如配置了IP寻址信息，然后就可以通过其接口的地址以带内连接(out-of-bandconnection)的方式访问，来远程管理该设备。
在完成用于管理工作的主机与路由器或交换机的控制台端口连接之后，启动计算机系统。点击【开始Start】→【程序(P)Programs】→【附件Accessories】→【通讯Commu ni cations】→【超级终端Hyper Terminal】启动超级终端，出现【新建控制台连接】对话框。在【名称Name】文件框中输入新建的连接的名称，点击【确定OK】，出现【连接到Connect To】对话框，选择连接采用的通信端口，点击【确定OK】。最后设置通信端口的相关参数，点击【确定OK】后，进入超级终端的主窗口。
Cisco Catalyst2950系列的交换机的IP地址配置是在VLAN1的接口配置模式中，网关的地址配置是在全局配置模式中。交换机IP地址和默认网关的配置实例。
Cisco路由器的IP地址分配与交换机不同，需要在路由IP流量的每一个接口上指定唯一的IP地址。路由器上的每个接口都是一个单独的网络或子网，因此需要适当地规划IP地址并为每个路由器网段指定一个网络号，然后从这个网段中选择一个未使用的主机地址，并且在路由器的接口上配置这个地址。在路由器上配置IP地址要求处于接口子配置模式中。下半部分是路由器快速以太网接口0/0的IP地址配置实例。
(二)ARP协议
路由器和其他的网络层设备，在网络上发送和接收数据，会建立映射IP地址到MAC地址的ARP表。当网络中的一个主机需要发送一个数据到特定的IP，为了传输数据，这台主机需要构建数据帧，如查自己的ARP表中没包含与目标IP地址相关联的MAC地址的ARP条目，需要发送ARPRe quest以获得目标主机的MAC地址。源主机将丢弃当前的数据封装处理，创建一个用于获得目标MAC地址的ARPRe quest消息，并通过广播的模式在介质上传输这个数据帧给局域网中的所有设备。此以太网网段上的所有主机将分析接收到的数据帧，以确定它是否是发送给自己。除了目标主机之外的所有主机都丢弃了这个数据帧，因为它们发现所接收的数据帧的目标IP地址与自己的不匹配。
目标主机将准备AR Preply的数据用于传输，并将这个数据帧在以太网网段上进行传输，本网段上所有主机都分析接收到的帧并且将ARP数据内容添加到ARP表。源主机开始准备将发送的数据，并通过以太网网段传输出去。所有的主机都将分析所接收到的数据帧。
在路由器或交换机上查看ARP表，可以输入特权模式命令“showarp”显示当前设备的所有ARP条目，如图5-33。在主机或服务器的操作系统中，可以在命令行中键入命令“ARP-a”来获取到主机缓存中的ARP表的内容了。
(三)ICMP协议
ICMP用于在TCP/IP设备之间发送差错和控制信息。Ping是ICMP最为常见的实施方案之一。Ping用于测试目标是否可连接，源主机生成一个ICMP请求回送分组。如果目标可达，目标将以一个回送应答作为回应。如果目标不可达，路由器将以一个目标不可达信息作为回应。以“模块一”中的“网络通信的过程分析”一节的实例来分析ICMP的工作过程。
(1)启动Packet Tracer4.11模拟器。创建拓扑结构，接下来配置主机的IP地址、子网掩码、默认网关；配置路由器相关的接口IP地址、子网掩码、启用接口、配置路由等。
(2)通过设置过滤器准备捕获网络IMCP通信过程和数据流量。点击工作区右下角的模拟模式图标【Simulation】，在模拟配置面板【Simulation Panel】中，点击编辑过滤器按钮【Edit Filters】，点击【ShowAll/None】清除选择，并选择【ICMP】选项，点击窗口其他空白位置。
(3)创建ICMP通信的PDU。点击窗口的右侧工具按钮添加一个PDU，并点击拓扑图中主机PC0图标选择源主机则出现图5-36窗口，在【Select Application】的下拉框中选择PDU数据类型为PING服务，点击拓扑图Server图标设置目标服务，【Destination IP Address】
的文本框中将自动填入目标服务器的地址，在【Sequence Number】的文本框输入连续发送的ICMP的分组数，在【One Shot Time】文本框中输入一个时间参数，最后点击【Create PDU】按钮完成创建PDU操作。
(4)PING操作。点击主窗口中的主机PC0图标，点击弹出的窗口中的【Desktop】标签中的【Command Prompt】工具图标，将出现命令行的窗口界面。在提示符中输入对WEB服务器进行连接测试的命令：ping192.168.2.2。主窗口界面中将准备捕获ICMP的通信过程。
(5)分析ICMP通信过程。点击主窗口工作区下部的【Auto Capture/Play】自动捕获/播放按钮之后，在【Simulation Panel】面板中的【EventList】事件列表中将逐步显示ICMP通信的过程，同时在主机PC0的命令行中将显示PING的结果。
(6)在【Simulation Panel】面板的【Event List】事件列表点击任何一个事件，再点击工作区中的图标查看设备的PDU信息。基于OSI模型的主机PC0执行PING操作时的PDU信息，点击【Outbound PDU Details】标签，将显示所发送的信息对应的数据帧、IP数据包及ICMP等PDU的详细信息结构和格式。
模块3 TCP与UDP
一、教学目标
最终目标：掌握TCP/IP协议在网络通信过程的作用，如何保证数据传输的可靠性，区别TCP和UDP协议类型。
促成目标：
1.掌握数据的封装和解封装过程；
2.熟悉传输层寻址(业务类型和端口号)；
3.熟悉可靠的数据传输机制与无连接的数据传输机制。
二、工作任务
1.实现网络物理连接；
2.配置主机和联网设备的IP寻址；
3.分析基于TCP和UDP不同应用层协议通信过程，比较两者的差别；
4.熟悉网络应用程序和协议的数据传输过程；
5.掌握数据传输原理通信操作。
三、相关知识点
(一)传输层协议概述
TCP/IP协议的传输层对应OSI参考模型的第4层，主要负责对数据提供可靠或不可靠的传输。对于可靠的连接或称为面向连接服务，负责差错检测和差错校正。当发现差错时，传输层将重新发送这个数据，从而提供了差错的校正。TCP/IP协议的可靠传输协议实例有传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)。对于不可靠的连接或称为无连接的服务，传输层只提供差错检测--差错校正留给高层协议处理(通常是应用层)。不可靠的无连接协议的实例是用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)。
传输层有4个主要功能：
(1)建立和维持两台设备之间的会话连接；
(2)为设备之间的连接提供可靠或不可靠的数据传输；
(3)通过滑动窗口实施流量控制，确保不会因发送过量的数据使另一台设备溢出；
(4)通过线路的多路复用允许多个应用程序同时收发数据。
传输层可以为联网设备间的数据提供可靠(或不可靠)的数据传输。那如何建立可靠的连接呢，这通常需要通过序号(sequencenumber)和确认(Acknow ledgement，ACK)两种方法来实现。当数据发送到接收站时，接收站将向发送站确认收到了什么数据。同时，接收站通过检验序号可以确定是否缺少了部分数据，也可以检查数据到达的顺序。如果数据到达时是无序的，则接收站在将数据传送到上层应用程序之前，会把数据恢复到正确的顺序。而当发现丢失了一个或多个数据段时，接收站可以请求发送站重发丢失的信息。对于某些协议栈，接收站可能让发送站重发全部的信息或者信息的一部分，其中包括所丢失的部分。
