《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
刘洪涛
广东工业大学自动化学院
二００六年七月印刷
实验一
实验项目名称：
TCP/IP实用程序的使用以及SnifferPro软件的使用和分析方法
实验项目性质：
普通实验
所属课程名称：
计算机网络
实验计划学时：
2学时
一、实验目的
●使用Ping实用程序来测试计算机上的TCP/IP配置及测试本计算机与计算机的连接性能，能确保可以在网络上通信；
●使用Hostname实用程序来标识计算机的名称；
●使用Ipconfig实用程序来验证计算机上的TCP/IP配置选项，包括MAC地址、IP地址、子网掩码和缺省网关等多项配置信息；
●考察操作系统为Windows2000的计算机的TCP/IP配置；
●对Sniffer软件的功能和使用进行简单了解，掌握利用该软件解决问题的思路和一些分析方法；
●掌握利用专家分析系统诊断问题；
●掌握实时监控网络活动的方法；
●利用捕获工具，捕获以太网封包，掌握以太网帧的结构及各字段的功能。
二、实验内容和要求
TCP/IP实用程序的使用：
掌握在命令行模式下测试计算机TCP/IP配置及连通性的方法；掌握在命令行模式下获得验证计算机上的TCP/IP配置选项，包括MAC地址、IP地址、子网掩码和缺省网关等多项配置信息的方法。
SnifferPro软件的使用和分析方法：
掌握SnifferPro软件的功能和使用方法，以及利用该软件解决问题的思路和一些分析方法；掌握SnifferPro专家分析系统诊断问题的方法；掌握SnifferPro实时监控网络活动的方法；掌握SnifferPro捕获工具使用方法，并捕获以太网封包，从而掌握分析以太网帧结构及各字段的功能的方法。
三、实验主要仪器设备和材料
安装有SnifferPro软件的联网计算机。
四、实验方法、步骤及结果测试
（一）使用Ping实用程序来测试计算机上的TCP/IP配置
1、登陆到Windows2000中。
2、单击开始，然后将鼠标指针移到程序上，再移到附件上，然后单击命令提示符。
3、在命令提示窗口键入ping127.0.0.1。
问题1：
发送了多少数据包？
接受了多少数据包？
丢失了多少数据包？
问题2：
TCP/IP工作正常吗？
（二）使用Hostname实用程序来获得计算机的名称
4、在命令提示窗口键入hostname。
5、在命令提示窗口键入ping计算机（其中计算机是在步骤4中获得的主机名称）。
问题3：
你的计算机的主机名称是什么？
问题4：
你的计算机的IP地址是什么？
（三）使用Ping实用程序测试本计算机与其它计算机的连接性能
6、在命令提示窗口键入”ping其他计算机”（其中其他计算机代表其他同学的计算机主机名称）。
问题5：
你所键入的“其他计算机”的主机名称是什么？
问题6：
你如何知道你和此“其他计算机”可以通讯？
7、最小化命令提示窗口。
（四）考察计算机上的TCP/IP配置
8、单击开始，然后将鼠标指针移到设置上，再移到网络和拨号连接上，然后右击本地连接。
9、单击属性。
10、单击Internet协议（TCP/IP）。
11、单击属性。
问题7：
你能说出你的计算机是否分配了IP地址？
是如何分配的？
问题8：
配置IP地址的2种方法是什么？
12、关闭所有打开的窗口。
（五）使用Ipconfig实用程序验证计算机上的TCP/IP配置选项
13、重新打开命令提示窗口。
14、在命令提示窗口键入ipconfig。
问题9：
能察看你的计算机的IP地址吗？
如果能，是多少？
问题10：
显示了什么额外的配置信息？
15、在命令提示窗口键入ipconfig/all。
问题12：
与步骤14的结果相比较，ipconfig/all显示了什么额外的配置信息？
问题13：
你的网卡的MAC地址（physicalAddress，硬件地址）是多少？
问题14：
你的计算机拥有的是哪一类地址？
你的网络ID是多少？
问题15：
缺省网关（DefaultGateway）与你的计算机拥有相同的网络ID吗？
16、关闭所有窗口，从Windows2000注销。
（六）运行Sniffer软件
操作步骤：
单击开始－>选择程序－>选择Snifferpro－>单击Sniffer程序。
一、在进行流量捕获之前首先选择网络适配器，确定从计算机的哪个网络适配器上接收数据。
选择文件－>选定设置，请写出网络适配器的名称＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
二、请在方框中写出快捷键的名称
三、请在方框中写出报文捕获面板各个按钮的名称
四、捕获过程报文统计
1、在捕获过程中可以通过查看下面面板查看＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
2、请在方框中写出箭头所指的功能。
五、捕获报文查看
1、Sniffer软件提供了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿功能
2、解码分析，请在方框中填写每个窗口的含义
3、过滤器的功能＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
六、设置捕获条件
1、基本的捕获条件有＿＿＿＿＿＿＿种；
2、链路层捕获，按＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿进行捕获，输入方式为十六进制连续输入，假如捕获由你的主机发送到任意一台主机的数据包，则在定义过滤器捕获面板中，地址类型中选择＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，在位置1中输入＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，在位置2中输入＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
3、IP层捕获，按＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿进行捕获。
输入方式为点间隔方式，如：
10.107.1.1。
假如捕获由你的主机发送到172.18.0.5的数据包，则在定义过滤器捕获面板中，地址类型中选择＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，在位置1中输入＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，在位置2中输入＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
七、数据报文解码详解
如上图所示在Sniffer的解码表中分别对每一个层次协议进行解码分析。
链路层对应＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，网络层对应＿＿＿＿＿传输层对应＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿应用层对应的是＿＿＿＿＿＿＿＿等高层协议。
Sniffer可以针对众多协议进行详细结构化解码分析。
并利用树形结构良好的表现出来。
八、以太报文结构
1、请完成下表。
填写以太网帧结构，第二行写出每个字段占用的字节数
2、请用IP层捕获，捕获由你的主机发送到172.18.0.5的数据包，任意选取某个包为例，写出各个字段的内容。
同步：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
目的地址：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
源地址：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
协议种类：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
数据：
（前五个字节和后三个字节的内容）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
FCS：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
五、实验报告要求
参照自动化学院实验报告要求。
六、思考题
1.除了本实验所做的基本计算机命令外，还有哪些常用的命令，它们的作用是什么？
2.除了SnifferPro网络性能分析软件外，还有哪些软件用于网络分析的，他们和SnifferPro相比有哪些优点和缺点？
3.SnifferPro作为世界上占有率最高的网络性能分析软件，它还有那些高级功能？
实验二
实验项目名称：
OSILite网络实验软件分析及OSILite物理层实验
实验项目性质：
普通实验
所属课程名称：
计算机网络
实验计划学时：
2学时
一、实验目的
●深刻理解ISO/OSI参考模型；
●深刻理解OSI模型中区分服务、接口和协议3个概念的思想；
●掌握现代面向对象技术，掌握类继承构造方法，为将来用面向对象技术编写软件打下扎实的基础；
●掌握利用RS-232端口进行通信的原理；
●掌握物理层的主要功能及通信特点；
●掌握DOS环境下和Windows环境下串行通信机制；
●学习编写通信软件的初步技能。
二、实验内容和要求
深刻理解ISO/OSI参考模型；深刻理解OSI模型中区分服务、接口和协议3个概念的思想；掌握现代面向对象技术，掌握类继承构造方法，为将来用面向对象技术编写软件打下扎实的基础。
掌握利用RS-232端口进行通信的原理；掌握物理层的主要功能及通信特点；掌握DOS环境下和Windows环境下串行通信机制，学习编写通信软件的初步技能。
三、实验主要仪器设备和材料
安装有SnifferPro软件的联网计算机。
四、实验方法、步骤及结果测试
（一）重点阅读从62页到71页内容
问题1：
以自己的观点评价一下OSILite的运行机制是否反映了OSI/RM的基本思想，给出详细原因？
（二）重点阅读从81页到85页内容
问题2：
在OSILite的类体系中，有关实体的类使用了多层次的派生，以物理层为例，TNetEntity－>TNetPHLEntity－>TNetPHLEntityCom，说明这种派生层次有何必要？
问题3：
TNetMAP类对象的作用是什么？
问题4：
结合具体操作系统，讨论是否可以采用其他的总体运行机制，试给出方案？
（三）阅读从62页到85页其余部分，理解实验软件实验环境和开发环境。
（四）阅读第3章全部内容，回答一下问题
问题1：
查找资料简述RS-232通信原理？
问题2：
DOS下串行通信机制？
Windows下串行通信机制？
二者有何异同？
问题3：
RS-232中9针规格的串行口，其各个针脚的意义/作用？
问题4：
使用串行口通信时，如果两个计算机设置不同但相近的波特率，例如1200和1120，是否可能实现有效通信？
原因是什么？
问题5：
参照程序，说明中断机制如何与主体循环结合到一起的？
问题6：
写出以下程序中每条语句的意思？
voidinterruptfarnewIntRoutineCom1（...）
//COM1的中断服务例程
{
intmask;
charc;
asmsti
mask=inportb（com1.getComAddress（）+IIR）;
switch（mask&0x06）{
case4:
c=inportb（com1.getComAddress（））;
com1.receiveChar（c）;
break;
case2:
com1.intYesOrNo
（1）;
if（!
com1.sendBufferEmpty（））
com1.sendChar（）;
else
com1.intYesOrNo（0）;
break;
case6:
inportb（com1.getComAddress（）+LSR）;
break;
case0:
inportb（com1.getComAddress（）+MSR）;
break;
}
asmmoval,EOI
asmoutI8259,al
}
五、实验报告要求
参照自动化学院实验报告要求。
六、思考题
1.为什么RS-232能够作为工业中最常用的接口，它和现在常用的RJ-45网络接口相比，有哪些优点和缺点？
2.面向对象技术作为现代软件应用最广泛的编程技术，它和早期过程性编程思想有和异同？
实验三
实验项目名称：
OSILite数据链路层实验
实验项目性质：
普通实验
所属课程名称：
计算机网络
实验计划学时：
2学时
一、实验目的
●掌握熟悉停等协议、连续ARQ机制、滑动窗口机制以及HDLC协议的情况；
●掌握对协议数据单元的分析方法；
●学习实现网络协议的初步技能。
二、实验内容和要求
掌握熟悉停等协议、连续ARQ机制、滑动窗口机制以及HDLC协议的情况；掌握对协议数据单元的分析方法；学习实现网络协议的初步技能。
三、实验主要仪器设备和材料
联网计算机。
四、实验方法、步骤及结果测试
（一）阅读第4章全部内容，回答一下问题
问题1：
程序中采用了字节计数法界定帧的结束，而不是HDLC中使用的首尾标志法。
分析一下这种实现方法的弱点？
分析实现HDLC的源程序，详细说明其数据结构，并用流程图画出实现步骤。
问题2：
协议应答机制经常分为双向（有ACK和NAK）？
、正向（只有ACK）。
分析一下这几种情况各自的利弊。
问题3：
程序中定时器的实现借助于循环查询时间。
能否使用中断机制实现？
写出具体的实现思路。
五、实验报告要求
参照自动化学院实验报告要求。
六、思考题
1.数据链路层采用了各种各样的协议，采用这些协议的目的是什么？
如果从理论上说，采用什么样的协议最能够保障传输数据的完整性？
采用什么样的协议能够使数据传输速率最高？
2.协议数据单元一般采用固定的格式，能不能采用灵活的协议单元格式？
思考如何实现自解释的协议数据单元？
（自解释的意思就是不需要规定，就能够从数据包中得知某字节或某多个字节使做什么用的）
实验四
实验项目名称：
OSILite网络层、运输层实验
实验项目性质：
普通实验
所属课程名称：
计算机网络
实验计划学时：
2学时
一、实验目的
1.掌握网络层最简单的路选机制是如何实现的；
2.掌握网络层和运输层的基本协议机制。
二、实验内容和要求
掌握网络层最简单的路由选择机制是如何实现的；掌握网络层和运输层的基本协议机制。
三、实验主要仪器设备和材料
联网计算机。
四、实验方法、步骤及结果测试
（一）阅读第5章全部内容，回答一下问题
问题1：
本文网络层采用的编址方案是怎样的？
问题2：
本文的网络层是如何实现无连接服务的？
在此基础上，如何实现通信量的控制？
五、实验报告要求
参照自动化学院实验报告要求。
六、思考题
1.一般来说，我们开发应用软件是调用应用层所提供的接口函数，是否可以直接调用网络层所提供的接口函数？
如果可以的话，这样做是否违反了协议分层原则？
2.网络层之上为何需要再添加运输层？
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实验五（综合性）
实验项目名称：
局域网截包分析实验
实验项目性质：
综合性
所属课程名称：
计算机网络
实验计划学时：
2学时
一、实验目的
通过使用SnifferPro软件捕获网络流量，分析数据报结构，使学生能够更加清楚地掌握网络分层的思想，从感性认识飞跃到理性认识。
再通过捕获各个具体协议的通信数据包，一步一步具体分析其实现步骤，更加具体地掌握协议的实现过程。
二、实验内容和要求
本次实验包括五项实验内容，第一项必做，其他任选两项。
分别是捕获报文基本分析实验、捕获并分析地址解析协议（ARP）、捕获并分析因特网控制信息协议（ICMP）、捕获并分析传输控制协议（TCP）、捕获并分析用户数据报协议（UDP）。
1.任意捕获一个数据包，分析其数据链路层格式、网络层格式和传输层格式，加深学生对计算机网络分层概念的理解。
2.地址解析协议（ARP）是LAN环境中最重要的协议之一。
ARP允许你的网络上使用的设备自动将IP地址映射为物理（MAC）地址，因此需要对ARP有很详细的了解，并清楚它是怎样工作的。
3.传输控制协议（TCP）是因特网上最常用的第四层协议，TCP可以保证数据传输的可靠性。
很多因特网服务，比如HTTP、FTP、SMTP和Telnet，都要依靠TCP来传输数据。
另外，很多传统的LAN程序，比如文件传输和SQL也都要使用TCP/IP。
4.用户数据报协议（UDP）是网络上另外一种很常用的第四层协议。
UDP由很多上层协议使用－例如，SNMP、普通文件传输协议（TFTP）和DNS－当DNS请求需要解析时（DNS在进行区域传输时使用TCP）。
所以，要很清楚的理解UDP的重要性。
三、实验主要仪器设备和材料
每人一台联网计算机、SnifferProv4.7.530软件。
四、实验方法、步骤及结构测试
4.1安装SnifferPro软件
参见参考文献[2]第2章。
使用方法参考附录二。
4.2捕获报文基本分析实验
1.打开SnifferPro程序后，选择Capture（捕获）—Start（开始），或者使用F10键，或者是工具栏上的开始箭头。
2.一小段时间过后，再次进入Capture（捕获）菜单，然后选择Stop（停止）或者按下F10键，还可以使用工具栏。
3.还可以按F9键来执行“停止并显示”的功能，或者可以进入Capture（捕获）菜单，选择“停止并显示”。
4.停止捕获后，在对话框最下角增加了一组窗口卷标，包括高级、解码、矩阵、主机表单、协议分布和统计信息。
5.选择解码卷标，可以看到SnifferPro缓冲器中的所有实际“数据”。
分析该卷标结构及其内容。
4.3捕获并分析地址解析协议（ARP）
1.选择“捕获”――“定义过滤器”。
2.在“定义过滤器”中，选择“文件”――“新建”。
3.将这个文件命名为ARP，点击OK，然后点击“完成”。
4.现在选择“高级”，从协议列表中选择ARP。
5.点击OK，关闭定义过滤器窗口。
已经定义了过滤器，可以按F10来捕获流量。
6.在命令提示符窗口输入arp－dIP命令，来删除你的计算机的ARP缓存表中关于默认网关记录，这个命令中的IP是你的默认网关IP地址，然后Ping你的默认网关。
7.停止捕获并打开代码窗口。
至少会看到2个捕获到的帧（假设你可以连接到默认网关）。
8.分析捕获到的结果（即解释数据包的内容和协议具体实现过程）。
4.4捕获并分析传输控制协议
1.进入“捕获”――“定义过滤器”。
在定义过滤器窗口中，点击“文件”――“新建”。
2.在“新建捕获文件”窗口中，确认新文件的名称（TCP）并点击OK，然后点击“完成”。
3.转到“高级”卷标，你会看到系统提供的协议列表。
点击IP协议标题旁边的“＋”号，到下面找到TCP，然后选中TCP。
4.点击OK，关闭定义过滤器窗口。
5.按F10开始捕获TCP流量。
6.分析捕获到的结果（即解释数据包的内容和协议具体实现过程）。
4.5捕获并分析用户数据报协议
1.进入“捕获”――“定义过滤器”，点击“文件”――“新建”。
在新建文件名称对话框中，确认为UDP，点击OK，然后点击“完成”按钮。
2.在定义过滤器窗口中，选择“高级”卷标。
从协议列表中，打开IP对话框，然后点击UDP选择框。
3.选择OK按钮关闭定义过滤器窗口。
4.按F10开始捕获UDP流量。
5.现在用完整的域名（FQDN）来对主机执行Ping命令。
进入“开始”――“运行”，并输入ping（假设你的电脑上设置了DNS）。
现在按回车键，可以ping这个网站四次。
6.按F9停止并显示捕获结果。
7.分析捕获到的结果（即解释数据包的内容和协议具体实现过程）。
五、实验报告要求
参照自动化学院实验报告要求。
六、思考题
1.为何你的计算机能够捕获目的MAC地址不是你的机器的数据包？
2.ARP进程在何时开始起作用？
3.FTP是基于TCP的，能够用SnifferPro捕获登录密码吗？
如何保护登录密码？
4.哪些常见的TCP/IP协议使用TCP，哪些协议使用UDP？
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