[发明专利]IP数据报的分片与重组过程的教学实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种教学试验方法。

背景技术

目前，与TCP/IP协议栈联合使用的以太网技术正在被越来越多地应用于工业现场。在工业控制领域，随着控制系统规模的不断扩大、被控对象、测控装置等物理设备地域分散性越来越明显，管理层需要摆脱资源地理位置上的束缚，使其能够通过互联网浏览工业控制现场的数据，实现“控管一体化”，这就需要工业控制节点能够与互联网相联。不同的局域网物理层具有不同的MTU(最大传输单元)，当需要传输的IP数据报长度大于下一站网络的MTU时，具有路由功能的网络节点自动对IP数据报进行分片传输。一般，IP数据报的分片与重组由系统内核自动完成，对用户完全透明，这就使其工作过程不可见。如何通过实验的手段对IP数据报的分片与重组过程进行展现，目前尚无文献介绍。IP数据报进行分片传输的过程是学习网络的人必须了解和认知的过程，而现有的教学方法只是通过文字描述与图解来解析，抽象而枯燥，不易于让人理解和接受，使学习者不能充分、深入地理解并灵活掌握TCP/IP协议中IP数据报的分片与重组的原理和工作过程。

发明内容

为了解决现有的教学中，采用文字描述与图解来讲解抽象复杂的IP数据报的分片与重组的原理和工作过程而使学生不易接受、也不易理解的问题，本发明提供了一种IP数据报的分片与重组过程的教学实验方法。

IP数据报的分片与重组过程的教学实验方法，是通过以下装置实现的，所述装置由网络总线20、主节点1和两个从节点组成，主节点1和两个从节点都连接在网络总线20上，所述主节点1是实现IP数据报报文分片和报文路由功能，两个从节点中的第一从节点2实现构造原始IP数据报报文的功能，第二从节点3负责接收分片后的IP数据报报文，并将分片后的报文进行重组的功能，所述主节点和两个从节点的结构相同，均是由微处理器10、键盘13、以太网控制器11、以太网接口电路12、液晶显示器14组成，键盘13的信号输出端和微处理器10的键盘数据输入端连接，液晶显示器14的信号输入端和所述微处理器10的液晶显示数据输出端连接，所述微处理器10的I/O口通过以太网控制器11、以太网接口电路12与网络总线20连接，使用所述装置进行教学实验的具体步骤为：

步骤A、分别配置主节点1、第一从节点2和第二从节点3的通信参数，其中第一从节点2的IP地址设置在第一子网内，第二从节点3的IP地址设置在第二子网内，主节点1设置成路由节点，设置主节点1与第一子网相连接口的MTU为1500字节，所述主节点1与第二子网相连接口的MTU为296字节；

步骤B、在第一从节点2上构造原始IP数据报；

步骤C、发送步骤B构造完成的原始IP数据报给第二从节点3；

步骤D、主节点1接收到原始IP数据报，比较原始IP数据报的报文长度是否大于主节点1与第二从节点3的连接接口的MTU大小，如果大于，则对接收到的原始IP数据报进行分片并发送，否则直接发送原始IP数据报给第二从节点3；

步骤E、在第二从节点3上将接收到的分片IP数据报报文进行重组。

本发明通过在三个节点间传送IP数据报的过程，让操作者通过键盘根据液晶显示器的提示输入在IP数据报的构造、传送、分片以及重组过程中涉及到的一些关键参数，参与到IP数据报的构造、分片以及重组过程中，进而达到让操作者能够直观了解这些过程，深刻理解IP数据报分片与重组的工作原理的目的。

附图说明：

图1是本发明的系统结构图，图2是节点的结构图，图3是本发明的流程图，图4是具体实施方式二中所述的步骤B中构造原始IP数据报的结构图，图5、图6分别是具体实施方式二中所述的步骤D中，在主节点1上将图4所示的原始IP数据报进行分片的结果示意图，其中图5是第一片IP数据报报文结构，图6是第二片IP数据报报文结构，图7是具体实施方式二中所述的步骤E中第二从节点3接收到的两个分片IP数据报中用于报文重组的关键字段。

具体实施方式：