武汉大学运算机网络第9组实验报告.docx
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武汉大学运算机网络第9组实验报告
武汉大学运算机学院
课程实验（设计）报告
课程名称：
运算机网络（第9组E）
专业、班：
计科3班
姓名：
邱琳丹
学号：
00069
学期：
_2011-2012学年上学期__
实验
分数
一
二
三
附
总评
比例
30%
30%
40%
选做10%
100%
分数
（百分制）
成绩（教师填写）
PS.由于实验机D的软件无法进行实验，所以本人在E机上进行了相关实验，所有实验数据均为本人实验所得。
实验一网际协议IP
一、实验目的
一、掌握IP数据报的报文格式
二、掌握IP校验和计算方式
3、掌握子网掩码和路由转发
4、理解特殊IP地址的含义
五、理解IP分片进程
二、实验步骤
本次实验采用的是网络结构二。
网络结构如Error!
Referencesourcenotfound.所示。
图1网络结构二
在实际实验中，IP均按网段。
练习一：
编辑并发送IP数据包
这次练习中，具体IP地址如下：
主机A：
主机B：
R网卡：
；I网卡：
主机C：
主机D：
主机E：
主机F：
（事实上，C与D、E与F地位相同，能够说是“等效”）。
实验步骤如下：
1.主机A启动仿真编辑器，编辑一个IP数据报，其中：
MAC层：
目的MAC地址：
主机B的MAC地址（对应于接口的MAC）。
源MAC地址：
主机A的MAC地址。
协议类型或数据长度：
0800。
IP层：
总长度：
IP层长度。
生存时刻：
128。
源IP地址：
主机A的IP地址（）。
目的IP地址：
主机E的IP地址（）。
校验和：
在本层其他所有字段填充完毕后自动/手动计算填充。
2.在主机B（两块网卡别离打开两个捕捉窗口）、E上启动协议分析器，设置过滤条件（提取IP协议），开始捕捉数据。
3.主机A发送第1步中编辑好的报文。
4.主机B、E停止捕捉数据，在捕捉到的数据中查找主机A所发送的数据报，检查报文数据记录转变字段。
5.将第1步中主机A所编辑的报文的“生存时刻”设置为1。
从头计算校验和。
6.主机B、E从头开始捕捉数据。
7.主机A发送第5步中编辑好的报文。
8.主机B、E停止捕捉数据，在捕捉到的数据中查找主机A所发送的数据报。
练习二：
特殊的IP地址
这次练习中，所用的IP地址如下：
主机A：
主机B：
R网卡：
；I网卡：
主机C：
主机D：
主机E：
主机F：
实验步骤如下：
1.直接广播地址。
（1）主机A编辑IP数据报1，其中：
目的MAC地址：
FFFFFF-FFFFFF。
源MAC地址：
A的MAC地址。
源IP地址：
A的IP地址。
目的IP地址：
。
校验和：
在本层其他所有字段填充完毕后自动/手动计算填充。
（2）主机A再编辑IP数据报2，其中：
目的MAC地址：
主机B的MAC地址（对应于接口的MAC）。
源MAC地址：
A的MAC地址。
源IP地址：
A的IP地址。
目的IP地址：
。
校验和：
在其他字段填充完毕后，计算并填充。
（3）主机B、C、D、E、F启动协议分析器并设置过滤条件（提取IP协议，捕捉接收和发送的所有IP数据包，设置地址过滤条件为）。
（4）主机B、C、D、E、F开始捕捉数据。
（5）主机A同时发送这两个数据报。
（6）主机B、C、D、E、F停止捕捉数据。
2.受限广播地址。
（1）主机A编辑一个IP数据报，其中：
目的MAC地址：
设置为FFFFFF-FFFFFF。
源MAC地址：
A的MAC地址。
源IP地址：
A的IP地址。
目的IP地址：
设置为。
校验和：
在其它字段填充完毕后，计算并填充。
（2）主机B、C、D、E、F从头启动协议分析器并设置过滤条件（提取IP协议，捕捉接收和发送的所有IP数据包，设置地址过滤条件为）。
（3）主机B、C、D、E、F从头开始捕捉数据。
（4）主机A发送那个数据报。
（5）主机B、C、D、E、F停止捕捉数据。
3.环回地址。
（1）主机F从头启动协议分析器开始捕捉数据并设置过滤条件（提取IP协议）。
（2）主机Eping。
（3）主机F停止捕捉数据。
练习三：
IP数据报分片
这次练习中，所用的IP地址如下：
主机A：
主机B：
R网卡：
；I网卡：
主机C：
主机D：
主机E：
主机F：
实验步骤如下：
1.在主机B上利用“开始\程序\网络协议仿真教学系统通用版\工具\MTU工具”设置以太网端口的MTU为800字节（两个端口度设置）。
2.主机A、B、E启动协议分析器，打开捕捉窗口进行数据捕捉并设置过滤条件（提取ICMP协议）。
3.在主机A上，执行命令ping-l1000。
4.主机A、B、E通知捕捉数据。
在主机E上从头概念过滤条件（取一个ICMP数据包，依照其IP层的Identification字段设置过滤）。
5.主机E恢复默许过滤器。
主机A、B、E从头开始捕捉数据。
6.在主机A上，执行命令ping-l2000。
7.主机A、B、E停止捕捉数据。
查看主机A、E捕捉到的数据，比较二者的不同，体会两次分片进程。
8.主机B上利用“开始\程序\网络协议仿真教学系统通用版\工具\MTU工具”恢复以太网端口的MTU为1500字节。
9.
练习四：
子网掩码和路由转发
这次练习中，所用的IP地址如下：
主机A：
主机B：
R网卡：
；I网卡：
主机C：
主机D：
主机E：
主机F：
实验步骤如下：
1.所有主机取消网关。
2.主机A、C、E设置子网掩码为，主机B（）、D、F设置子网掩码为。
3.主机Aping主机B（），主机Cping主机D（），主机Eping主机F（）。
三、实验结果
练习一：
编辑并发送IP数据包
一、主机A第一次发送报文的结果如下：
图2主机A第一次发送的报文
图3主机B的I网卡第一次捕捉的报文
图4主机E第一次捕捉的报文
主机B的R网卡收到的报文的生存时刻是128，主机B的I网卡收到的报文中的生存时刻是127，主机E收到的报文的生存时刻为127。
二、主机A第二次发送报文的结果如下：
图5主机A第二次发送报文
图6主机B的R网卡第二次捕捉到的报文
主机E捕捉不到报文，因为A第二次发送报文的时候，将生存时刻设置为1。
故A发送到B的时候生存时刻已经为0，无法被B转发。
练习二：
特殊的IP地址
一、直接广播地址的实验结果如下：
图7直接广播地址时B的R网卡捕捉到的第一帧报文
图8直接广播地址时主机B的R网卡捕捉到的第二帧报文
图9直接广播地址时主机D捕捉到的报文
二、受限广播地址。
图10受限广播地址时主机B的R网卡捕捉到的报文
图11受限广播地址时主机D捕捉到的报文
受限广播地址，使得链路上只有一部份机械能够收到IP数据报。
故E和F不能收到IP数据报。
练习三：
IP数据报分片
一、执行ping-l1000（发送包括数据量为1000的ECHO数据包）后，结果如下：
图12主机A捕捉的报文中的Request
主机A执行ping命令的时候，捕捉到的报文中，主机Aping主机E时发送的IP报文没有分片，主机E响应主机A发送的IP报文有两个分片，理由如下：
0、Request报文中，MF的值为0；
一、Reply报文中，MF的值为1，说明还有分片；
二、FragmentData报文中，MF的值为0，代表没有分片了。
主机A捕捉的主机E返回的ICMP的报文分片信息如下：
字段名称
分片序号1
分片序号2
Identification字段值
3484
3484
Morefragments字段值
1
0
Fragmentoffset字段值
0
776
传输的数据量
796
252
图13主机A捕捉的报文中的Reply
图14主机A捕捉的报文中的FragmentData
二、执行ping-l2000（发送包括数据量为2000的ECHO数据包）后，结果如下：
图15主机A捕捉的报文
图16主机E捕捉到的报文1
图17主机E捕捉到的报文2
图18主机E捕捉到的报文3
这次主机A发送数据量为2000的echo数据包，主机A和主机E捕捉到的均为IP分片后的数据。
主机E捕捉的ICMP的报文分片信息如下：
字段名称
分片序号1
分片序号2
Identification字段值
5002
5002
Morefragments字段值
1
0
Fragmentoffset字段值
0
776
传输的数据量
796
252
练习四：
子网掩码和路由转发
实验结果如下表所示：
是否ping通
主机A----主机B
是
主机C----主机D
是
主机E----主机F
是
同一网段下，子网掩码不相同的两台主性能够通信。
考虑到对IPv4下A类B类网络的充分利用，特概念实际网络地址=IP地址AND子网掩码，实际网络地址处于同一网段即可进行通信，如此做IP地址的利用率得以提高。
实验二TCP
一、实验目的
一、掌握TCP数据报的报文格式
二、掌握TCP协议校验和计算方式
3、掌握TCP连接的成立和释放进程、传输中编号与确认的进程
4、理解TCP重传机制
二、实验步骤
该实验采用网络结构一
图2实验环境配置
在实际实验中，由于所用机械有可能不一样，所以IP地址也会有所转变，实验步骤中所涉及的IP地址均为实际IP地址。
IP地址分派规则为主机利用原有IP，保证所有主机在同一网段内。
该次实验采用以下的IP地址：
主机A：
主机B：
主机C：
主机D：
主机E：
主机F：
（本实验为两人一组，我的是主机E，队友为主机B）
练习一：
观察TCP连接的成立和释放
1.主机B启动协议分析器进行数据捕捉,并设置过滤条件（提取TCP协议）。
2.主机B打开TCP工具，类型选择“服务器”，端口填写大于1024的值；点击“创建”，若是端口被占用则选择其它。
主机E打开TCP工具，类型选择“客户端”，地址填入主机B的IP地址；在端口填入主机B的TCP工具监听的端口；点击[连接]按钮进行连接。
3.观察主机C捕捉的数据，填写下表。
字段名称
报文1
报文2
报文3
SequenceNumber
AcknowledgementNumber
ACK
SYN
1.主机E断开与主机B的TCP连接。
2.观察主机B捕捉的数据，填写下表。
字段名称
报文4
报文5
报文6
报文7
SequenceNumber
AcknowledgementNumber
ACK
SYN
练习二：
利用仿真编辑器编辑并发送TCP数据包
1.咱们选择主机B作为服务器端，主机E作为客户端。
在主机E上启用TCP屏蔽，以避免系统干扰。
2.主机B启动协议分析器开始捕捉数据并设置过滤条件（提取TCP协议）。
3.我在主机E启动协议编辑器，手工编辑TCP数据包。
在界面初始状态下，程序会自动新建了一个单帧，利用仿真编辑器打开该帧，用默许的以太网帧进行编辑。
填写该帧的以太网协议首部，其中：
源MAC地址：
主机E的MAC地址：
00E04C-549EF0。
目的MAC地址：
服务器的MAC地址：
00E04C-549EC3。
协议类型或数据长度：
0800（IP协议）。
4.主机E上继续填写IP协议头信息，其中：
高层协议类型：
6（上层协议为TCP）。
总长度：
40（IP首部+TCP首部）。
源IP地址：
主机A的IP地址：
。
目的IP地址：
服务器的IP地址：
。
其它字段任意。
计算IP首部校验和为：
4FC9。
五、填写TCP协议信息，其中：
源端口：
1030
目的端口：
2000
序列号：
85
确认号：
0。
首部长度和标志位：
5002（即长度20字节，标志SYN=1）。
窗口大小：
任意。
紧急指针：
0。
六、取得了上面的一个数据帧以后，将其复制出3份，别离取得编号为二、3、4的数据帧。
修改第二帧的TCP层的“首部长度和标志”位为5010（即标志位ACK=1），TCP层的“序号”为85+1。
修改第三帧的TCP层的“首部长度和标志”位为5011（即标志位ACK=一、FIN=1），TCP层的“序号”为85+1。
7、在客户机（主机E）的命令窗口ping目标服务器地址（及“ping）,以让目标服务器明白自己的MAC地址。
八、在客户机（主机E）的仿真编辑器上点击菜单栏中的“发送”按钮，在弹出对话框当选择发送第一帧。
九、在主机B上刷新协议分析器，捕捉相应的应答报文，然后迅速的读取接收字节序号78，并告知主机E的同窗。
10、在主机E上的同窗修改第二帧和第三帧的TCP层的“ACK确认序号”的值：
79。
计算第二帧的TCP校验和，发送第二帧，对服务器的应答报文进行确认；然后继续计算第三帧的校验和，发送第三帧。
1一、现在，在主机B上观察应答报文，迅速的将收到的最后一帧“序列号79”告知协议编辑器一端的同窗。
1二、在主机E上的同窗修改第四帧的TCP层“确认号”为接收的序列号+1（即80），计算第四帧的TCP校验和，并发送该帧。
13、断开连接，完成TCP连接的全进程。
14、在主机B协议分析器中捕捉所有的报文并分析，观察“会话分析”中的会话进程。
1五、关闭TCP屏蔽功能。
练习三：
TCP重传机制
1.主机B启动协议分析器开始捕捉数据并设置过滤条件（提取TCP协议）。
2.主机E启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。
在“服务器信息/IP地址”中填入主机B的IP地址；利用“端口扫描”获取主机B的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机B的一个TCP端口8080；点击“连接”按钮进行连接。
3.主机E向主机B发送一条信息。
4.主机B利用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能，过滤掉接收到的TCP数据。
5.主机E向主机B再发送一条信息。
6.主机C刷新捕捉显示，当发觉“会话分析视图”中有两条以上超时重传报文后，利用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢复正常网络功能。
7.主机E向主机B再发送一条信息，以后断开连接。
8.主机B停止捕捉数据。
依据“会话分析视图”显示结果，绘制本练习的数据报交互图。
三、实验结果
练习一：
主机E发送数据
创建阶段
主机B捕捉的数据如下表所示：
字段名称
报文1
报文2
报文3
SequenceNumber
38
98
39
AcknowledgementNumber
0
39
99
ACK
0
1
1
SYN
1
1
0
TCP连接成立时，前两个报文的首部都有一个“maximumsegmentsize”字段，它的值是1460
断开阶段
主机B捕捉的数据如下：
字段名称
报文4
报文5
报文6
报文7
SequenceNumber
01
01
AcknowledgementNumber
01
02
ACK
1
1
1
1
SYN
0
0
0
0
练习二：
一、主机B（客户端）的四个帧的设置如下
图第一帧
图第二帧
图第三帧
图第四帧
二、在主机B（服务端）上捕捉到的应答报文如下：
图捕捉客户发的第一帧后的应答报文
图捕捉客户发的第二、三帧后的应答报文
3、最终的会话分析图如下：
练习三：
图主机E启动仿真编辑器，进入TCP连接视图
图主机B过滤接收到的数据
图主机E的“会话分析视图”
实验三RIP协议
一、实验目的
一、掌握路由协议的分类，理解静态路由和动态路由
二、掌握RIP的报文格式、工作原理及工作进程
3、掌握RIP计时器的作用
4、理解RIP的稳固性
二、实验步骤
本次实验所用拓扑结构图与IP地址分派如下：
练习一：
静态路由与路由表
1.主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“routeprint”命令，观察路由表，并回答以下问题：
·路由表由哪几项组成？
2.将主机A的默许网关设为。
用主机A依次ping主机B（）和主机C（），观察现象，记录结果。
在主机A和主机B的命令行下运行routeprint命令，观察路由表，结合路由信息回答问题
·主机A的默许网关在本次练习中起到什么作用？
·记录并分析实验结果，简述为何会产生如此的结果？
是否ping通
原因
主机A—主机B（）
主机A—主机C
3.从主机A依次ping主机B（）、主机E（）、主机E（），观察现象，记录结果。
通过在命令行下运行routeprint命令，观察主机B和主机E路由表，结合路由信息回答问题：
记录并分析实验结果，简述为何会产生如此的结果？
是否PING通
原因
主机A——主机B（）
主机A——主机E（）
主机A——主机E（）
4.主机B和主机E在命令行下利用“staticroute_config”命令来启动静态路由。
5.
（1）在主机B上，通过在命令行下运行routeadd命令手工添加静态路由
（“routeadd90metric2”）；
（2）在主机E上，也添加一条静态路由
（“routeaddmetric2”）。
（3）从主机A依次ping主机B（）、主机E（）、主机E（），观察现象，记录结果。
（4）通过在命令行下运行routeprint命令，观察主机B和主机E路由表。
结合路由信息回答问题：
·记录并分析实验结果，简述手工添加静态路由在这次通信中所起的作用。
是否PING通
原因
主机A——主机B（）
主机A——主机E（）
主机A——主机E（）
6.在主机B上，通过在命令行下运行routedelete命令（“route在主机E上，运行routedelete命令（“routedelete删除手工添加的静态路由条款。
·简述静态路由的特点和路由表在路由期间所起到的作用。
练习二：
领略动态路由协议RIPv2
1.在主机A、B、C、D、E、F上启动协议分析器，设置过滤条件（提取RIP和IGMP）,开始捕捉数据。
2.主机B和主机E启动RIP协议并添加新接口：
（1）在主机B上启动RIP协议：
在命令行方式下输入“rip_config”；
（2）在主机E上启动RIP协议：
在命令行方式下输入“rip_config”；
（3）添加主机B的接口：
添加IP为的接口：
在命令行方式下输入“rip_config"本地连接"enable”；
添加IP为的接口：
在命令行方式下输入“rip_config"本地连接3"enable”；
（4）添加主机E的接口：
添加IP为的接口：
在命令行方式下输入“rip_config"本地连接3"enable”；
添加IP为的接口：
命令行方式下输入“rip_config"本地连接"enable”。
3.主机B在命令行方式下，输入“rip_configshowneighbor”观察其邻居信息。
主机E在命令行方式下，输入“rip_configshowneighbor”观察其邻居信息。
4.通过协议分析器观察报文交互，直到两台主机的路由表达到稳固态。
·如何判定路由表达到稳固态？
·在主机B、E上利用“netshroutingipshowrtmroutes”观察路由表，记录稳固状态下主机B和主机E的路由表条款。
5. 主机B和主机E在命令行下输入命令“recover_config”，禁用RIP协议。
观察协议分析器报文交互，并回答问题：
·IGMP报文在RIP交互中所起的作用是什么？
·通过以上5步，绘制主机B和主机E的RIP交互图（包括IGMP报文）。
练习三：
RIP的计时器
1.在主机A、B、C、D、E、F上从头启动协议分析器，设置过滤条件（提取RIP），开始捕捉数据。
2.主机B和主机E重启RIP协议并添加新接口（同练习二的步骤2），同时设置“周期公告距离”为20秒。
（1）在主机B命令行方式下，输入“rip_config"本地连接"updatetime20”、“rip_config"的接口名"updatetime20”。
（2）在主机E命令行方式下，输入“rip_config"本地连接3"updatetime20”、“rip_config"的接口名"updatetime20”。
（3）用协议分析器观察报文序列，并回答问题：
·将“周期公告距离”设置为0秒能够吗？
为何操作系统对“周期公告距离”有时刻上限和时刻下限？
上限和下限的作用是什么？
·通过协议分析器，比较两个相邻通告报文之间的时刻差，是20秒吗？
若是不尽是，为何？
3.将“路由过时前的时刻”设置为30秒。
（1）在主机B命令行方式下，输入“rip_config"本地连接"expiretime30”、“rip_config"的接口名"expiretime30”。
（2）在主机E命令行方式下，输入“rip_config"本地连接3"expiretime30”、“rip_config"的接口名"expiretime30”）。
（3）禁用主机E的的网络连接。
在30秒内观察主机B的路由条款转变，并回答问题：
·简述“路由过时计时器”的作用是什么？
4.恢复主机E的的网络连接。
练习四：
RIP的稳固性
1.在主机A、B、C、D、E、F上从头启动协议分析器捕捉数据，并设置过滤条件（提取RIP）。
2.主机B和主机E重启RIP协议并添加新接口（同练习二的步骤2），同时去掉“启用水平分割处置”和“启用毒性反转”选项。
（1）主机B在命令行方式下输入“rip_config"本地连接"splithorizondisable”、“rip_config"本地连接3"splithorizondisable”。
（2）主机E在命令行方式下输入“rip_config"本地连接3"splithorizondisable”、“rip_config"本地连接"splithorizondisable”）。
（3）等待一段时刻，直到主机B和主机E的路由表达到稳固态。
3.主机B和主机E在命令行下利用“netshroutingipshowrtmroutes”观察路由表，结合协议分析器上捕捉的RIP报文内容，回答问题：
·记录现在主机B和主机E的路由表条款
·和练习二中记录的路由表条款作比较，简述发生转变的原因。
4
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