计算机网络实验指导书.docx
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计算机网络实验指导书
计算机网络实验指导书
课程号：
1002180006
适用专业：
计算机相关专业
制定人：
张强
教研室：
网络工程教研室
计算机科学与信息工程学院
2010年7月
前言
《计算机网络》课程是网络工程专业，计算机科学与技术专业的重要专业课程之一。
随着计算机网络技术的迅速发展和在当今信息社会中的广泛应用，给《计算机网络》课程的教学提出了新的更高的要求。
由于计算机网络是一门实践性较强的技术，课堂教学应该与实践环节紧密结合。
将《计算机网络》课程建设成市级一流的课程，是近期《计算机网络》课程努力的方向。
我校自2003年开始为本科生同学开设了《计算机网络》课程，当时由于设备紧张，基本没有实践环节。
2004年，在校领导的大力支持下，我们筹建了《计算机网络》的教学实验环境。
这个实验环境为同学提供了基本的网络操作和功能，在当时达到了国内高等院校和科研机构的计算机网络基本水平，这个实验环境为我院的《计算机网络》课程的教学作出了巨大的贡献。
2005年，我们又重新改建了实验环境。
目前我们重新编写了实验指导书，调整了实验安排，加大了实践力度。
希望同学们能够充分利用实验条件，认真完成实验，从实验中得到应有的锻炼和培养。
希望同学们在使用本实验指导书及进行实验的过程中，能够帮助我们不断地发现问题，并提出建议，使《计算机网络》成为具有市级一流水平的课程。
实验要求
计算机网络是现代信息社会最重要的基础设施之一。
在过去十几年里得到了迅速的发展和应用。
《计算机网络》课程实验的目的是为了使学生在课程学习的同时，通过在一个计算机网络环境中的实际操作，对现代计算机网络的基本功能有一个初步的了解；通过实现一个数据链路层协议，掌握计算机网络通信协议的基本实现技术；通过链路层、网络层和传输层传输过程的分析，加深学生对网络基本原理和技术的理解，进而为今后逐步再涉及到难度较大的设计型和研究型实验打下扎实的基础。
总之，通过上述实验环节，使学生加深了解和更好地掌握《计算机网络》课程教学大纲要求的内容。
在《计算机网络》的课程实验过程中，要求学生做到：
（1）预习实验指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的情况提前作出思考和分析。
（2）仔细观察上机和上网操作时出现的各种现象，记录主要情况，作出必要说明和分析。
（3）认真书写实验报告。
实验报告包括实验目的和要求，实验情况及其分析。
对需编程的实验，写出程序设计说明，给出源程序框图和清单。
（4）遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。
（5）实验课程不迟到。
如有事不能出席，所缺实验一般不补。
实验的验收将分为两个部分。
第一部分是上机操作，包括检查程序运行和即时提问。
第二部分是提交书面的实验报告。
此外，针对以前教学中出现的问题，网络实验将采用阶段检查方式，每个实验都将应当在规定的时间内完成并检查通过，过期视为未完成该实验，不计成绩。
以避免期末集中检查方式产生的诸多不良问题，希望同学们抓紧时间，合理安排，认真完成。
目录
第一部分计算机网络原理实验部分
实验一Windows网络配置和TCP/IP协议配置及诊断．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
实验二以太网链路层协议分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
实验三网络层ARP协议分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
实验四RIP动态路由的配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
第二部分计算机网络应用及工程实验部分
实验一常用网络命令的使用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
实验二局域网组网及网线制作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
实验三网络WEB服务器的建立、管理和使用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
实验四网络FTP服务器建立、管理和使用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
实验五局域网接入INTERNET连接共享的设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
实验六交换机基本配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47
实验七路由器的基本配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
实验八TCP程序的编写．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61
实验九UDP程序的编写．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
第一部分计算机网络原理实验部分
实验一Windows网络配置和TCP/IP协议配置
【实验目的】
学习在Windows系统中进行网络配置、用pingipconfig/winipcfg命令工具来进行网络测试、使用tracert路由跟踪命令、使用netstat、arp、nslookup命令查看网络状态。
本实验在于使学生更好地理解计算机网络设置的基本操作，掌握计算机网络配置的基本监测技术。
【实验环境】
Windows2000或者windowsXP
【实验内容】
一．Windows的网络配置
若没有安装网卡，先安装网卡，并安装正确的网卡驱动程序，一台计算机可以安装多块网络，每一块要使用必须安装网卡驱动程序并对其网络配置，如下图，该计算机已安装两块网卡：
以上图可以实现网卡驱动程序的更新或卸载。
1．进入网络配置
右键[网络邻居]，选择属性，出现，如图1-1所示对话框：
图1-1
现在对本地连接进行网络配置，选择本地连接，按右健，选择属性，出现如下图1-2设置界面：
图1-2
可以选择安装，卸载网络连接的个项目，包括客户端，服务，服务等，保证该计算机能实现文件和打印共享等功能。
二、WindowsTCP/IP协议配置
添加并配置协议，网络通信协议是网络中不同计算机进行相互“交谈”的“语言”，网络中通信双方的计算机应采用相同的网络通信协议。
添加协议，单击“配置”标签选项中的“添加”按钮，选择“协议”组件类型；单击“添加”或直接双击“协议”组件类型即可进入如图1-3所示的“选定网络协议”对话框；配置协议，在“配置”标签选项中的网络组件列表中单击需要进行配置的网络协议使其高亮度显示，单击“属性”按钮，即出现针对协议的相应网络属性设置面板。
图1-3
包括IP地址设置，子网掩码，默认网关，还有对应的DNS或备用的DNS等。
三、TCP/IP的诊断
1、使用Ping工具测试本机TCP/IP协议的工作情况，记录下相关信息。
2、使用IPconfig工具测试本机TCP/IP网络配置，记录下相关信息。
3、使用Winipcfg工具测试本机TCP/IP网络配置，记录下相关信息。
4、使用Tracert工具测试本机到所经过的路由数，记录下相关信息。
5、使用Netstat工具，记录下相关信息。
6、使用Arp工具，记录下相关信息。
7、使用Nslookup工具，记录下相关信息。
具体的网络诊断或测试命令详细使用见附录一
【实验性质】
验证性实验
【实验步骤和注意事项】
实验按下述步骤进行：
1．熟悉WINDOWS2000/xp环境；
2．设置网络配置；
3．测试配置的网络。
【思考题】
1．如何正确安装网卡驱动程序？
2．对网络连接进行配置主要内容包括哪些？
3．怎样测试你的网络配置的正确性？
实验二以太网链路层协议分析
【实验目的】
1）学会正确安装和配置网络协议分析仪软件Ethereal
2）掌握使用Ethereal分析各种网络协议的技能，加深对协议格式，协议层次和协议交互过程的理解。
【实验环境】
1）运行WIN2000/2003Server/XP操作系统的PC一台
2）每台PC具有一块以太网卡，通过双绞线与局域网相连。
3）Ethereal程序（通过共享下载）
【实验内容】
1）网络协议分析软件介绍
2）实验组网
3）报文截获及结果上传
4）以太网链路层报文格式分析
（一）网络协议分析软件简介
v计算机网卡的四种工作模式
v网络协议分析的原理
v网络协议分析的应用
v网络协议分析工具Ethereal的使用
1．网卡有四种工作模式：
v广播模式：
在该模式下，网卡能够接收网络中的广播报文；
v组播模式：
在该模式下，网卡能够接收网络中的组播报文；
v直接模式：
在该模式下，网卡只能接收与自身硬件地址相匹配的单播报文；
v混杂模式：
在该模式下，网卡能够接收网络中的所有报文；
2．什么是网络协议分析
网络协议分析就是利用计算机的网卡截获网络上的数据报文，进行分析。
3．怎样进行网络协议分析
根据上面对网卡接收模式的分析，只要将网卡的接收模式置于混杂模式即可。
网络协议分析的应用？
4．帮助网络管理员对网络进行管理
v可以了解目前网络中正在应用的协议种类，每种协议所占的比例，及哪些设备应用哪些协议进行通讯
v可以分析协议应用的合理性与有效性，从而合理的选择协议，节约有限的网络带宽，提高网络传输效率
v可以诊断出大量的不可见模糊问题，为管理员管理网络区域提供了非常宝贵的信息
（二）实验组网
（三）报文截获及结果上传
v按照组网图，连接各个实验设备，正确配置计算机和交换机；
v在每台计算机上打开Ethereal软件，进入截获报文状态；
v计算机的命令行窗口下登录FTP服务器，浏览文件夹内容、退出服务器；
v停止Ethereal软件的截获；
v在Ethereal下保存截获的结果，文件名：
学号--机器号；例如：
061011-21。
（四）以太网链路层报文格式分析
【实验目的】
分析EthernetII规定的MAC层报文结构
【实验内容】
对《网络协议分析软件简介》实验中截获的报文进行分析，验证EthernetII规定的MAC层报文结构。
IEEE802与Ethernet封装数据的区别
Ethernet报文封装结构
IEEE802报文封装结构
【实验步骤】
◆分析Ethernet规定的报文封装格式
◆绘制报文结构
检查方法和检查点
◆察看截获的报文信息；
◆检查上传下载；
◆802.3和Ethernet规定的MAC层结构区别；
网络协议分析仪软件Ethereal安装和配置补充
（1）安装网络协议分析仪；
1）安装WINPCAP。
程序已下载，若驱动程序安装成功，WIN2000/2003SERVER操作系统将会在“本地连接属性”菜单上出现“networkmonitordriver”项。
注意：
网络协议分析仪软件Ethereal的运行需要软件WinPcap（wpcap.dll）的支持，应在执行Ethereal之前先执行WinPcap。
若没有安装可以在添加网络协议如下：
2）安装Ethereal。
（2）使用Ethereal分析协议
1）启动系统。
点击“Ethereal程序组的图标”将出现如下操作界面。
2）分组俘获。
打开“Capture/Start”菜单，出现如下图的界面。
在“Interface”接口框的下拉列表中选择一个适当的接口项，其余项可暂时保持默认配置。
然后，点“OK”按钮
出现俘获进度状态
根据需要俘获相应的数据包后，可以按“STOP”，出现如下图：
3）协议分析：
如上图，上部窗口中，有帧编号（NO），时间（Time）,源地地址（Sourse），目的地址，协议和信息等列。
各列下方依次排列俘获的分组。
列如：
我们可以选择165号ARP帧
再选择166号ARP帧
实验三网络层ARP协议分析
一．实验目的
1．深入理解ARP（地址解析协议）的工作原理和重要作用。
2．能够使用ARP命令选路表（下文简称ARP表）进行简单操作。
二．实验环境
1．运行Windows2000/2003Server/XP操作系统的PC一台.
2．每台PC具有一块以太网卡,通过双绞线与局域网相连.
3．每台PC运行程序协议分析仪Ethereal.
三．实验原理
1．ARP协议
◆ARP—地址解析协议
（AddressResolutionProtocol）
◆为什么需要ARP协议
在实际通讯中，物理网络使用的是物理地址，IP地址不能被物理网络所识别
◆ARP协议的功能
将目的IP地址解析成MAC地址
2．同一网段内的ARP解析实例
四．实验步骤
（1）使用ARP命令
打开“命令提示符”界面，键入“arp–a”指令查看本机ARP表中的内容，结果如下图所示。
注意，在ARP表中，各主机的逻辑地址与物理地址是一一对应的，由此形成表项。
主机之间进行物理通信前，首先要查找本机ARP表，如果有对应项，则将通信对方的IP地址转换为相应的物理地址。
“Type”栏下的“dynamic”字段表明该表项处在动态更新中。
如果20分钟内没有其他访问网络的操作，ARP表会自动清空
如果不想等待20分钟，可使用“arp-d”命令主动清空ARP表的内容。
此时再执行“arp-a”命令，会发现ARP表已经清空。
我们还可以使用“arp-s”命令手工设置ARP表表项，如“arp-s169.254.112.3400-cd-0d-33-00-34”。
（2）分析ARP协议工作过程
具体操作步骤是：
1）在实验单元中选择两台机器，清除ARP表中的所有项。
2）运行Ethereal程序，执行分组俘获操作。
3）向另一台机器发送Ping包。
4）分析ARP协议执行的全过程，并画出ARP协议的状态转移图。
（3）用ARP命令查找IP地址冲突主机
若网络上有两台或多台主机设置了相同的IP地址，那麽主机的屏幕上会频繁出现IP地址冲突的提示，这将严重影响网络工作秩序。
如果能同时观察到这些主机，那麽通过修改其中一台主机的IP地址即可解决问题。
但是如果我们仅能观察到其中的一台PC提示“IP地址如192.9.201.111冲突”，那麽应如何确定是哪两台主机设置了相同的IP地址呢？
首先，我们将该报警主机的IP地址修改为一个未用地址。
其次，在该机命令提示符界面输入“ping192.9.201.111”,确定该主机是否还在本网中运行，如果有响应，ARP协议就会使其留下痕迹。
接下来，执行”arp-a命令，显示本主机内存中IP地址与MAC地址对应记录，就可以发现哪台主机具有IP地址192.9.201.111了（网络管理员通常应当掌握本网中每台主机的网卡MAC地址）。
（4）分析ARP协议的基本工作过程
我们可以用Ethereal来分析主机间通过通信生成和更新ARP表的过程，分析主机间是如何利用ARP协议完成IP地址与MAC地址的映射，从而完成局域网内的通信的。
根据ARP协议的工作机制考虑其是否存在地址欺骗的安全隐患？
试考虑可能的解决途径。
1.相关概念
ARP命令用语显示和修改本主机中由ARP协议使用的IP地址到MAC地址转换表的内容。
如果不熟悉ARP命令及其选项，可在系统“命令提示符”界面中键入“arp-?
”,系统将列出所有ARP命令的格式、用法及其相关说明，以供我们参考、学习（参见图1-14）。
2.注意事项
在实验的交互过程中，注意两机配合，密切观察先后顺序。
实验四Rip协议分析实验
【实验目的】
灵活掌握RIP的动态路由的配置。
【实验内容】
1．实验原理
2．RIP协议配置
【实验原理】
1．IP路由
2．路由表
[R1]disiprouting-table
RoutingTables:
Destination/MaskprotoprefMetricNexthopInterface
0.0.0.0/0Static600120.0.0.2Serial0
8.0.0.0/8RIP1003120.0.0.2Serial0
9.0.0.0/8OSPF105020.0.0.2Ethernet0
9.1.0.0/1RIP1004120.0.0.2Serial0
11.0.0.0/8Static600120.0.0.2Serial0
20.0.0.0/8Direct0020.0.0.1Ethernet0
20.0.0.1/32Direct00127.0.0.1LoopBack0
3．静态路由和动态路由
◆静态路由
v由网络管理员在路由器上手工添加路由信息以实现路由目的
◆动态路由
v根据网络结构或流量的变化，路由协议会自动调整路由信息以实现路由
◆缺省路由
vInternet上大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由!
v缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由，有时也可以由动态路由协议产生。
4．路由协议
◆按寻径算法划分
v矢量距离协议－RIP,BGP
v链路状态协议－OSPF，IS-IS
v内部网关协议－RIP，OSPF，IS-IS
v外部网关协议－EGP，BGP
在路由器RouterA上配置：
[QuidwayA]iproute-static129.1.0.0255.255.0.0129.0.0.2
在路由器RouterB上配置：
[QuidwayB]iproute-static0.0.0.00.0.0.0129.0.0.1
5.RIP协议
◆跳数：
最大为15跳
◆定期更新（30s）
◆广播/组播
◆无效定时器
◆水平分割
◆毒性逆转
◆触发更新
6．距离矢量路由协议原理
7．路由表更新
收到相邻路由器R发来的一个跳数为M，目的站为
D的更新消息时,本机将其与现有的路由表比较：
如果：
1.本机中没有到D的路由存在，则生成路由表项
（目的网络，跳数，下一跳路由器）:
（D,M+1,R）;
2.否则，如果存在（D,*,R）,则更新为（D,M+1,R）;
3.否则，如果存在到D的路由跳数大于M＋1,则更新为（D，M+1,R）;
4.否则，不更新。
8．水平分割
当向某个网络接口发送RIP更新信息时，不包含从该接口得到的选路信息。
【RIP协议配置】
实验目的
v理解rip协议的原理
v掌握rip协议的配置方法
实验环境
vQuidway26系列路由器1台，S3526以太网交换机1台，PC机4台
vVRP版本要求：
VRP1.74及以上
实验组网图
【实验步骤】
步骤1：
◆按组网图连接好设备，配置各路由器的各接口的IP地址等；配置各台计算机的IP地址和默认网关。
v[S1]vlan2
v[S1-vlan2]porte0/17toe0/24
v[S1-Vlan-interface2]ipaddr192.168.1.1255.255.255.0
◆对R1进行静态路由配置，添加一条到192.168.2.0/24的静态路由。
此时，R1可以ping通各台计算机。
步骤2：
◆删除刚才配置的静态路由，对R1配置缺省路由。
v[R1]IProute-static0.0.0.00.0.0.0192.168.1.1
◆观察R1路由表，
v[R1]displayiprouting-table
◆在R1上ping各台计算机，看能否ping通。
步骤3：
◆删除配置的缺省路由，对S1和R1分别配置RIP协议。
v[R1]rip
v[R1-rip]network192.168.1.0
v[S1]rip
v[S1-rip]network192.168.1.0
v[S1-rip]network192.168.2.0
◆观察R1路由表，比较和配置rip前的差别。
◆在R1上ping各台计算机，看能否ping通。
思考题
（1）简述路由表各项以及含义。
（2）RIP协议最多支持多少跳？
（3）RIP协议的优缺点。
（4）简述实验中所遇到的故障和解决办法，以及对实验的评论和建议。
第二部分计算机网络应用及工程部分
实验一．常用网络命令的使用
一．实验目的
熟悉常用网络命令的使用
二．实验内容
1．ARP
arp是Windows2000中用于查看和修改本地计算机的ARP（地址解析协议）所使用的地址转换表的一个诊断程序，其语法格式为：
ARP-sint_addreth_addr[if_addr]
ARP-dint_addr[if_addr]
ARP–a[inet_addr][-Nif_addr]
其中主要参数的功能如下：
-a：
通过查询当前的协议数据来显示当前ARP项。
如果已指定int_addr参数项，则只显示指定主机的IP地址和物理地址。
如果有一个以上的网络接口使用ARP，将显示名ARP表项的内容。
-g：
同-a。
inet_addr：
指定一个Internet地址。
-Nif_addr：
被if_add指定的网络接口显示ARP的输入项。
-d：
删除被inet_addr指定的主机。
-s：
添加ARP缓冲中的项，以便将Internet地址：
inet_addr与物理地址ether_adder进行关联。
该物理地址为由连字符分隔的个十六进制字节。
输入项是静态的，即超时终止后不从缓冲中自动删除，重新引导计算机后该输入项丢失。
ether_addr：
指定物理地址。
If_addr：
指定现有接口的IP地址，该接口地址转换表需要修改。
现有接口不存在时，则使用第1个可用接口的IP地址。
以上有关ARP诊断程序参数的详细说明可以在Windows命令行中键入“arp/?
”查得结果如图1所示。
2．hostname
hostname诊断程序逻辑用于显示当前的主机动名。
该命令不带任命参数。
3．ipconfig
ipconfig诊断程序用于显示当前TCP/IP协议的配置情况，并对其更新或释放。
当不带任何参数时，ipconfig命令可以显示当前TCP/IP协议的基本配置情况，包括IP地址（IPAddress）、子网掩码（SubnetMask）和默认网关（DefaultGateway）等，如图2所示。
Ipconfig命令的语法为：
Ipconfig[/？
|/all|/release[adapter]|/renew[adapter]|/flushdns|/registerdns|/showclassidadapter[classidtoset]]
其中主要参数的功能如下：
/？
：
显示参数项及其功能。
/all：
显示TCP/IP协议的全部配置信息，包括主机名（HostName）、节点类型（Nod
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