计算机网络实验指导书1121.docx
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计算机网络实验指导书1121
计算机网络
实验指导书
桂林电子科技大学
计算机与信息安全学院
2016．3
目录
1.以太网组网初步……………………….……………….…………1
2.网络基础及应用…………………………………………………..10
3.组建多路由IP网络…………………………………...…………..18
4.TCP协议分析与简单通信程序设计…………………..…….……25
实验一以太网组网初步
第一部分双绞线电缆制作
【实验目的】
1．进一步了解和认识常见的网络设备及其功能
2．熟悉常见的网络传输介质及其使用
3．掌握双绞线连接器压接方法
4．掌握双绞线模块的打线方法
5．掌握简单的物理网络维护知识
【实验要求】
1.预习网络设备工作原理方面的知识
2.预习背景知识
3.实验前熟悉相关工具软件的使用方法
4.在使用RJ45接头压接工具时，应注意安全
【实验原理】
一．以太网简介
典型的局域网主要有：
以太网、令牌环、FDDI、ATM、优先权局域网（即100VG-AnyLAN）。
其中以以太网使用最为普遍。
按数据传输率，以太网分为三类：
1．标准以太网
由IEEE802.3标准所规范，对于拓扑结构、传输介质、数据编码方式、数据传输速率、数据帧的长度以及介质访问控制协议等均有详细的描述。
按使用的传输介质不同，可分为四种：
10Base-5:
粗同轴电缆，最大传输距离500m
10Base-2:
细同轴电缆，最大传输距离185m
10Base-T:
双绞线，最大传输距离100m
10Base-FL:
长波多模光纤，最大传输距离2000m
2．快速以太网
由IEEE802.3u标准所规范
按使用的传输介质或工作方式不同，可分为三种：
100Base-TX:
五类UTP或STP双绞线（只用两对），最大传输距离100m
100Base-T4:
3、4或5类UTP或STP双绞线（4对线全用），最大传输距离100m
100Base-FX:
单模或多模光纤，最大传输距离2~20km
3．千兆位以太网
由IEEE802.3z和802.3ab标准所规范
按使用的传输介质或工作方式不同，可分为七种：
1000Base-T:
5类UTP双绞线（4对线全用），最大传输距离100m
1000Base-CX:
铜缆，最大传输距离25m
1000Base-SX:
62.5/125MMF，短波，最大传输距离260m
1000Base-SX:
50/125MMF，短波，最大传输距离525m
1000Base-LX:
62.5/125MMF，长波，最大传输距离550m
1000Base-LX:
50/125MMF，长波，最大传输距离550m
1000Base-LX:
9/125SMF，长波，最大传输距离3000~5000m
4．万兆位以太网
由IEEE802.3ae标准所规范
目前主要用于大型网络（如城域网、数据中心等）的骨干部分
5.十万兆位以太网
二．以太网物理设备
1.典型的网络设备
典型的网络设备有中继器、集线器、网卡、网桥、交换机、路由器等。
实际组网时，还需使用布线产品，典型的有：
机柜、配线架、跳线、信息插座等。
2.网络设备接口
网络设备的接口多种多样，通常它依赖于使用什么样的传输介质以及其接法等。
对于双绞线的RJ-45接口，又进一步分成两种接口：
MDI（介质有关接口）和MDI-X（交叉介质有关接口）。
MDI接口的1-2脚和3、6脚分别是信号的发送脚和接收脚；MDI-X接口的3、6脚和1-2脚分别是信号的发送脚和接收脚。
网卡的接口和网络设备的级联接口（Up-Link）通常是MDI类型的；HUB及交换机的普通接口是MDI-X类型的。
AUTOMDI
MDI-XAUTO
3．网络设备的级联与堆叠
三．网络传输介质
1、典型的传输介质
典型的传输介质有同轴电缆、双绞线、光纤等。
2、典型的连接头
典型的连接头有BNC、RJ-45、SC、ST、MT-RJ、VF-45等。
四．双绞线应用与测试
1．双绞线1236通信规则EIA/TIA
在用双绞线作传输介质的以太网中，除了100Base-T4和1000Base-T以外，其余的均使用四对双绞线中的两对，接到RJ-45连接头上，总是固定地对应于其第1、2、3、6引脚。
2．T568A与T568B标准与双绞线连接方法
根据T568A与T568B布线标准，RJ-45连接头各脚与双绞线各芯线（色线）的连接，需符合以下对应关系：
引脚
568A接法
568B接法
1
白绿（W-G）
白橙（W-O）
2
绿（G）
橙（O）
3
白橙（W-O）
白绿（W-G）
4
蓝（BL）
蓝（BL）
5
白蓝（W-BL）
白蓝（W-BL）
6
橙（O）
绿（G）
7
白棕（W-BR）
白棕（W-BR）
8
棕（BR）
棕（BR）
3．TSB-67标准与双绞线电缆系统性能测试
TSB-67标准是由TIA-EIA提出的双绞线电缆系统性能的测试标准。
它规定了双绞线电缆的测量连接方式和测试电缆连接性能的准则。
具体定义了以下指标参数及其基准数据：
电缆长度、导线引脚、近端串扰、信号衰减率、阻抗；还定义了这些数据的测试方法、测试仪器和测试精度。
有两种测量连接方式：
ChannelLink:
测量范围从交换机至客户端（途经跳线、配线模块、网络插座、用户软线）。
BasicLink:
只测量配线架到网络接口的电缆连接，不包括连到计算机的活动短线和连到交换机的跳线。
4．测量双绞线电缆系统性能常用工具
万用表、测线器、TDR、电缆扫描仪、网络分析仪。
【实验内容与步骤】
1.听指导教师讲解，观看实物及实验操作演示
2.熟悉网络设备、传输媒介、连接物件（如连接头、插座、配线架等）
3.双绞线交叉线缆制作A-BA-AB-B
一端采用T568B接法、另一端采用T568A接法
T568B接法操作步骤如下：
步骤1：
利用斜口钳剪下所需要的双绞线长度，至少0.6米，最多不超过100米。
然后再利用双绞线剥线器（实际用什么剪都可以）将双绞线的外皮除去2－3厘米。
有一些双绞线电缆上含有一条柔软的尼龙绳，如果您在剥除双绞线的外皮时，觉得裸露出的部分太短，而不利于制作RJ－45接头时，可以紧握双绞线外皮，再捏住尼龙线往外皮的下方剥开，就可以得到较长的裸露线。
（如图）
步骤2：
剥线完成后的双绞线电缆如右图所示。
步骤3：
接下来就要进行拨线的操作。
将裸露的双绞线中的橙色对线拨向自己的前方，棕色对线拨向自己的方向，绿色对线剥向左方，蓝色对线剥向右方，如图所示。
上：
橙左：
绿下：
棕右：
蓝
步骤4：
将绿色对线与蓝色对线放在中间位置，而橙色对线与棕色对线保持不动，即放在靠外的位置，如图所示。
调整线序为以下顺序
左一：
橙左二：
蓝左三：
绿左四：
棕
步骤5：
小心的剥开每一对线，白色混线朝前。
因为我们是遵循EIA／TIA568B的标准来制作接头，所以线对颜色是有一定顺序的（如图所示）。
需要特别注意的是，绿色条线应该跨越蓝色对线。
这里最容易犯错的地方就是将白绿线与绿线相邻放在一起，这样会造成串扰，使传输效率降低。
左起：
白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕常见的错误接法是将绿色线放到第4只脚的位置（如图所示）。
应该将绿色线放在第6只脚的位置才是正确的，因为在100BaseT网络中，第3只脚与第6只脚是同一对的，所以需要使用同一对线。
（见标准EIA／TIA568B）左起：
白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
步骤6：
将裸露出的双绞线用剪刀或斜口钳剪下只剩约14mm的长度，之所以留下这个长度是为了符合EIA／TIA的标准，您可以参考有关用RJ-45接头和双绞线制作标准的介绍。
最后再将双绞线的每一根线依序放入RJ－45接头的引脚内，第一只引脚内应该放白橙色的线，其余类推，如图
步骤7：
确定双绞线的每根线已经正确放置之后，就可以用RJ－45压线钳压接RJ－45接头，如右图市面上还有一种RJ－45接头的保护套，可以防止接头在拉扯时造成接触不良。
使用这种保护套时，需要在压接RJ－45接头之前就将这种胶套插在双绞线电缆上，如图。
步骤8：
重复步骤2到步骤7，再制作另一端的RJ－45接头。
因为工作站与集线器之间是直接对接，所以另一端RJ－45接头的引脚接法完全一样。
完成后的连接线两端的RJ－45接头无论引脚和颜色都完全～样，这种连接方法也适用于ADSLMODEM和计算机网卡之间的连接，计算机与集线器（交换机）之间的连接。
完成的RJ45接头应该如下图所示。
4．测试做好的网线。
把一端RJ-45接头插入测线器的发送端，另一头插入测线器的接收端。
把测试开关置于“直通”，开启测线器电源，观察每端的8个指示灯的闪亮情况。
5．使用打线器将双绞线接入RJ45插座
使用打线工具在多媒体插座中，或在配线架上，实施双绞线卡接操作
1、3
2、6
4-4
5-5
7-7
8-8
第二部分简易组网
【实验目的】
1.掌握主机网络配置方法
2.熟悉常见的网络设备
3.掌握网络连通测试方法
4.学会用“超级终端”、telnet两种方法访问网络设备
5.熟悉基本配置命令完成基本配置;
能熟练运用相关技巧操作命令；
能熟练运用命令查看设备总体配置；
能熟练运用命令查看设备接口的工作状态；
【实验设备】
实验分组进行
1.每组4~5人，每人1机
2.每组设备（机柜内）：
2台（华为）交换机S2116、1台（华为）路由器AR28-11
3.每组1根console线缆
【设计任务】
采用给定设备，组建一个简易、互通的网络，要求全网有2个IP网段。
【参考案例】
参见附录
【实验步骤及方案】
一.请画出网络拓扑，并标注各设备名称（自己命名）、标注所用到的路由器接口和交换机接口的名称（要求与实物吻合）；规划各主机、网关、交换机网管的IP地址（含子网掩码），并在图中标注。
二.按图，在现场连接设备；按图配置实验用机IP；
确认各主机网络连接是否正常，若不正常，尝试检查与排除故障
采用ping测试，若不通，先查物理层、再查协议。
三.检查“超级终端”软件是否已安装，若未安装则实施安装
（1）检查
“开始”->“所有程序”->“附件”->“通讯”，查看有否“超级终端”
（2）安装
“开始”->“控制面板”->“添加或删除程序”->
“添加/删除Windows组件”->双击“附件和工具”->
双击“通讯”->选中“超级终端”->“确定”
提示：
Windows系统安装盘已备份在：
c:
\windows2003目录下
四.配置交换机
实现交换机设备命名、网管地址配置、网管账号的创建和权限设置、配置文件查看、telnet远程登录测试、某个接口的状态查询、MAC地址表显示、操作系统信息显示、在线用户信息查询。
请结合具体的配置命令和参数，给出一个详细的方案，然后按方案进行配置和测试。
五.配置路由器
实现路由器设备命名、接口地址配置、网管账号的创建和权限设置、配置文件查看、telnet远程登录测试、某个接口的状态查询、路由表显示、操作系统信息显示、在线用户信息查询。
请结合具体的配置命令和参数，给出一个详细的方案，然后按方案进行配置和测试。
六.复原
复原网络连接
复原主机网络配置
实验二网络基础及应用
第一部分网络协议与体系结构
【实验目的】
1．加深理解TCP/IP体系结构；理解与掌握网络基本配置
2．掌握几个基本的实用网络命令
3．熟悉以太网报文格式；熟悉网络分析工具wireshark使用
【实验原理】
1.以太网协议
两种协议:
ethernet_ii,iee802.3
下图所示为以太网/IEEE802.3帧的基本组成：
如图所示，以太网和IEEE802.3帧的基本结构如下：
1、前导码：
由0、1间隔代码组成，可以通知目标站作好接收准备。
IEEE802.3帧的前导码占用7个字节，紧随其后的是长度为1个字节的帧首定界符（SOF）。
以太网帧把SOF包含在了前导码当中，因此，前导码的长度扩大为8个字节。
2、 帧首定界符（SOF）：
IEEE802.3帧中的定界字节，以两个连续的代码1结尾，表示一帧实际开始。
3、目标和源地址：
表示发送和接收帧的工作站的地址，各占据6个字节。
其中，目标地址可以是单址，也可以是多点传送或广播地址。
类型（以太网）：
占用2个字节，指定接收数据的高层协议。
长度（IEEE802.3）：
表示紧随其后的以字节为单位的数据段的长度。
数据（以太网）：
在经过物理层和逻辑链路层的处理之后，包含在帧中的数据将被传递给在类型段中指定的高层协议。
虽然以太网版本2中并没有明确作出补齐规定，但是以太网帧中数据段的长度最小应当不低于46个字节。
数据（IEEE802.3）：
IEEE802.3帧在数据段中对接收数据的上层协议进行规定。
如果数据段长度过小，使帧的总长度无法达到64个字节的最小值，那么相应软件将会自动填充数据段，以确保整个帧的长度不低于64个字节。
帧校验序列（FCS）：
该序列包含长度为4个字节的循环冗余校验值（CRC），由发送设备计算产生，在接收方被重新计算以确定帧在传送过程中是否被损坏。
2.以太网报文（帧）长度
最大长度：
1518字节
最小长度：
64字节
3.网络分析工具wireshark简介
主要功能：
网络报文捕捉、解码分析
类似的软件还有sniffer
实际使用中，在开始捕捉报文前，需要设置“过滤器”,以设定条件。
使用wireshark跟踪通信步骤：
（A）运行wireshark
（B）设置filter（设定捕捉条件）
例：
规则“host172.16.1.1and192.168.0.6”用来限定相应的两台主机的通信。
（C）开始捕捉
（D）通信过程....
（E）结束捕捉
（F）保存数据（选项）
（G）分析数据
可以定义使用用于显示的filter,进一步筛选报文。
使用filter的关键是，先熟悉过滤器的规则。
【实验内容与步骤】
1.看课件回顾TCP/IP体系结构原理
2.二层通信与三层通信
在仿真软件中，打开指定的数据文件（如下）
（1）区别交换机、路由器，请准确判断该网络可分解成几个物理网段？
提示：
站在链路层的角度，所划分出的网段，称为物理网段，各通信节点是互通的
站在网络层的角度，所划分出的网段，称为逻辑网段。
（2）查看主机，路由器接口的ip参数配置；
通过跟踪测试，理解各个参数的含义
3.典型的网络命令与应用
（1）ping
主要功能：
用于网络连通测试
实验：
测试本地主机与192.168.2.250（或另一台主机）之间的连通性
（2）ipconfig
主要功能：
用于查看网络配置
实验：
查看本地网络配置，查看本地网卡的物理地址
（3）arp
主要功能：
用于查看、管理arp表
arp表组成：
当前网段节点的地址信息，是动态的
实验：
显示本地arp表
删除本地arp表
查询本网段某机的MAC地址（已知其IP）
（4）nslookup
主要功能：
域名解析
实验：
按域名查询某网站ip地址
4.选择一目标机进行ping测试，并用wireshark跟踪记录整个通信过程,并进行分析
如：
ping192.168.2.250
（A）在协议解码软件中，设定包捕捉过滤条件：
例:
host192.168.2.6and192.168.2.250
（B）在协议解码软件中，启动捕捉功能
（C）在控制台中，执行：
ping192.168.2.250
（D）在协议解码软件中，停止包捕捉，并将捕捉的结果进行存档。
（E）对所捕捉的包进行依次观察与分析，弄懂整个通信过程,
重点分析第二层协议，了解第三层协议。
第二部分组建基于Serv-u的FTP服务器
【实验目的】
1.了解Serv-uFTP服务器的工作机制
2.掌握基于Serv-u的FTP服务器组建方法、管理技术
【主要内容】
1.FTP服务器安装
2.FTP服务器设置与管理
【重点与难点】
1.区别与理解主目录、虚拟目录
（1）每个用户都有自己的子目录
（2）用户登陆后，看到的目录（根目录）就是自己的主目录，
主目录“包含”：
原主目录内的子目录；原主目录内的文件；虚拟目录
（3）虚拟目录，为逻辑名称，对应的物理目录，并在用户自己主目录内
（4）虚拟目录在定义的时候，需要使用变量%HOME%,“挂接”到用户主目录。
对于本实验，
对于帐号zhang3,变量%HOME%=d:
\ftp\zhang3
对于帐号li4,变量%HOME%=d:
\ftp\li4
2.目录访问权限设置
【实验任务】
安装、设置1台FTP服务器，实现下列功能：
1.支持管理员（目前有admin）、工作人员（目前有zhang3,li4）、匿名用户（anonymous）三级用户
2.管理员登录FTP服务器后，可以看到（全部）目录：
incoming（用于公共上传）
software（软件共享）
office（办公资料）包含两个子目录：
depart1（科室1）、depart2（科室2）
管理员对上述目录拥有全部的权限
3.匿名用户登录FTP服务器后，可以看到目录：
incoming，拥有除了删除权的全部的权限
software，只拥有读取与列目录权限
4.工作人员zhang3,登录FTP服务器后，可以看到目录：
incoming,拥有全部的权限
software,只拥有读取与列目录权限
office,拥有读取与列目录权限
office\depart1,拥有全部的权限
office\depart2,拥有读取与列目录权限
5.工作人员li4,登录FTP服务器后，可以看到目录：
incoming,拥有全部的权限
software,只拥有读取与列目录权限
office,拥有读取与列目录权限
office\depart1,拥有读取与列目录权限
office\depart2,拥有全部的权限
6.匿名用户设置：
最大上传速率：
100Kbps;
最大下传速率：
1Mbps;
最大用户数：
2个
磁盘配额：
3M字节
7.匿名用户对其主目录只拥有读取与列目录权限；
其它用户对其主目录拥有全部的权限
物理目录划分方案（其中一种）:
（1）在d盘上，创建ftp目录
（2）在d:
\ftp目录下，创建子目录如下：
incoming（用于公共上传）
software（软件共享）
office（办公资料）
office\depart1（科室1）
office\depart2（科室2）
anonymous（匿名用户主目录）
admin（用户admin主目录）
zhang3（用户zhang3主目录）
li4（用户li4主目录）
虚拟目录（虚拟路径）映射方案：
d:
\ftp\incoming<---->%HOME%\incoming
D:
\ftp\software<---->%HOME%\software
D:
\ftp\office<---->%HOME%\office
【实验步骤】
一.下载相关软件与资料
二.服务器端安装
1.网卡设置检查
2.安装FTP服务器
三.FTP服务器设置
1.创建目录，并拷贝若干文件到其内：
（1）在d盘上，创建ftp目录
（2）在d:
\ftp目录下，创建子目录如下：
incoming（用于公共上传）
software（软件共享）
office（办公资料）
office\depart1（科室1）
office\depart2（科室2）
anonymous（匿名用户主目录）
admin（用户admin主目录）
zhang3（用户zhang3主目录）
li4（用户li4主目录）
2.打开FTP服务器管理器
3.创建虚拟目录（虚拟路径）：
d:
\ftp\incoming<---->%HOME%\incoming
D:
\ftp\software<---->%HOME%\software
D:
\ftp\office<---->%HOME%\office
4.检查FTP服务器中，是否已创建匿名用户（anonymous），
若未创建，则进行创建，主目录为d:
\ftp\anoymous.
若已创建，检查并确保其主目录为d:
\ftp\anoymous.
5.创建帐号admin,主目录为d:
\ftp\admin
创建帐号zhang3,主目录为d:
\ftp\zhang3
创建帐号li4,主目录为d:
\ftp\li4
6.为帐号admin指定目录访问权限：
d:
\ftp\incoming
d:
\ftp\software
d:
\ftp\office
d:
\ftp\admin
7.为帐号anonymous指定目录访问权限：
d:
\ftp\incoming
d:
\ftp\software
d:
\ftp\anonymous
8.定义组office,为组office指定目录访问权限：
d:
\ftp\incoming
d:
\ftp\software
d:
\ftp\office
9.将帐号zhang3加入组office中，并为zhang3指定目录访问权限：
office\depart1
10.将帐号li4加入组office中，并为li4指定目录访问权限：
office\depart2
11.匿名用户进一步设置：
最大上传速率：
100Kbps;
最大下传速率：
1Mbps;
最大用户数：
2个
磁盘配额：
3M字节
四.FTP服务器管理
（1）停止运行
（2）启动FTP服务
（3）在线用户访问活动监视、管理
五.应用测试
使用ie浏览器或其它的ftp客户端软件，
分别使用帐号admin,anonymous,zhang3,li4:
对目标ftp服务器进行访问测试
实验三组建多路由IP网络
第一部分在仿真器下设计一个由4台路由器组成的IP网络
【实验目的】
1、加深理解路由器的工作原理；
2、运用路由器实现网络互连
3、配置静态路由、默认路由
【实验原理】
路由与路由表
1.路由器的核心功能：
路由
2.路由表的组成：
路由项
路由项的种类：
直连路由
静态路由//可以手工添加，也可以手工删除
动态路由（RIP、OSPF、BGP）
路由项的组成
目的ip//可以是一个网段，也可以是一个主机
目的mask
下一跳（nexthop）//下一个路由器的入口ip
……
例：
255.255.255.255
[H3C]displayiprouting-table0.0.0.0
RoutingTable:
publicne
升级会员 