计算机网络实验报告.docx
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计算机网络实验报告
计算机网络实验报告
————————————————————————————————作者：
————————————————————————————————日期:
计算机学院
实验报告
课程名称 计算机网络原理
姓 名
专 业
班 级
指导教师
日期
实验项目列表
序号
实验项目名称
成绩
0１
使用网络协议分析仪Wirｅshaｒk
02
使用网络模拟器ＰackeｔTracer
03
分析EthernｅtII帧
０4
交换机与集线器工作机理分析
05
分析IＰ报文结构
０６
分析ARP
07
分析TCＰ特性
０8
09
1０
11
12
１3
14
15
16
总评成绩：
教师签字:
计算机学院实验报告
姓名:
学号：
专业：
班级:
０1班
实验地点：
xxx实验室 实验时间：
仪器编号:
同组人员：
指导教师签字:
成绩:
教员评语：
实验报告正文:
1、实验名称
使用网络协议分析仪Ｗireshark
2、实验目的
1、掌握安装和配置网络协议分析仪Ｗireshａrk的方法
2、熟悉使用Wireｓhark工具分析网络协议的基本方法,加深对协议格式、协议层次和协议交互过程的理解
3、实验内容和要求
1、安装和配置网络协议分析仪
2、使用并熟悉Ｗｉｒｅshark分析协议的部分功能
4、实验环境
1、运行Windowｓ200８Server/WｉnｄowsXＰ/Wiｎｄows7操作系统的PＣ 一台。
2、每台PＣ具有以太网卡一块，通过双绞线与局域网相连。
3、Ｗireshark程序（可以从下载）和WiｎＰcａp 程序（可以从
下载。
如果Wireｓharｋ版本为1．２.10或更高,则已包含了WinPcap版
本4.1．2）。
5、操作方法与实验步骤
1、安装网络协议分析仪
安装Wireｓhａrk版本１.２.1０。
双击Wireｓhaｒｋ 安装程序图标,进入安装过程。
根据提示进
行选择确认，可以顺利安装系统。
当提示“ＩnstallWinPcａp4.1.2”时，选择安装;此后进入安
装ＷinPcａｐ版本4．1.２，并选择让WinPcap在系统启动时运行。
此后，Wiresｈark 将能安装好
并运行。
２、使用Wireｓhark 分析协议
（1）启动系统。
点击“Ｗireshａrk”图标,将会出现如图1 所示的系统界面。
图１Wirｅsｈaｒｋ系统界面
其中“俘获（Cａptuｒe）”和“分析（Anａlyze）”是Wiｒeshａrk中最重要的功能。
（2）分组俘获。
点击“Capture/Iｎterface”菜单,出现如图2所示界面。
图 2 俘获/接口界面
如果该机具有多个接口卡，则需要指定希望在哪块接口卡俘获分组。
点击“Opｔiｏnｓ”，则出现图3 所示的界面
图3俘获/接口/选项界面
在该界面上方的下拉框中将列出本机发现的所有接口；选择一个所需要的接口；也能够在此改变俘获或显示分组的选项。
此后，在图2或者图3界面中,点击“Start（开始）”,Wiresｈark 开始在指定接口上俘获分组,并显示类似于图4的界面。
当需要时，可以点击“Cａpｔure／Stop” 停止俘获分组，随后可以点击“”将俘获的分组信息存入踪迹（trace）文件中。
当需要再次俘获分组时，可以点击“Captuer/Ｓｔart”重新开始俘获分组。
（3）协议分析。
系统能够对Wireshark 俘获的或打开的踪迹文件中的分组信息（用功能）进行分析。
如图4 所示，在上部“俘获分组的列表”窗口中，有编号（Ｎｏ）、时间（Tｉｍe）、源地址（Ｓource）、目的地址（Dｅsｔｉnation）、协议（Protocol）、长度（Lengtｈ）和信息（Iｎｆｏ）等列（栏目）,各列下方依次排列着俘获的分组。
中部“所选分组首部的细节信息”窗口给出选中帧的首部详细内容。
下部“分组内容”窗口中是对应所选分组以十六进制数和ASCII形式的内容。
图4 Wｉｒｅｓhark的俘获分组界面
若选择其中某个分组如第2５5 号帧进行分析。
从图4中的信息可见，该帧传输时间为俘获后的15.129546秒；从源IP地址１19．147.41.10１ 传输到目的ＩP地址２22．95.17５．235；帧的源MAＣ地址和目的MAC地址分别是０0.e0.fc.65.７3.５9和00.1６．３5.aa．ｆ３.7５ （从中部分组首部信息窗口中可以看到）；分组长度74 字节；是ＴCＰ携带的HTTP报文。
从分组首部信息窗口,可以看到各个层次协议及其对应的内容。
例如，对应图5 的例子,包括了EtｈｅrnetIＩ帧及其对应数据链路层信息（参见图5）,可以对应Ｅthernet IＩ帧协议来解释对应下方协议字段的内容。
接下来，可以发现EthｅrnetII协议上面还有PＰP－oｖｅr-Ethernet 协议、Point-to-Ｐoint协议、IP和TCＰ 等，同样可以对照网络教材中对应各种协议标准，分析解释相应字段的含义。
注意:
当我们分析自行俘获分组时,即使无法得到与如图4 所示完全一样的界面,但也能够得到非常相似的分析结果。
在后面的实验中,读者应当有意地改变相应的报文内容或IP 地址等,培养这种举一反三能力的能力。
图5Etherneｔ帧及其对应数据链路层信息
当俘获的分组太多、类型太杂时，可以使用Ａnalyze 中的“使能协议（EnabｌedProｔocｏls）”和过滤器（Filｔeｒｓ）等功能，对所分析的分组进行筛选，排除掉无关的分组，提高分析效率。
六、实验体会、质疑和建议
通过这次试验,我初步熟悉了Wireshark这个软件的使用方法。
Wiｒesｈark对于在实践中分析和调试网络协议，特别是对初学者理解网络协议都是十分有用的工具。
当在家中或在实验室中使用桌面计算机运行网络应用程序时,可以用Wiｒｅshark观察本机基于网络协议与在因特网别处执行的协议实体交互和交换报文情况。
因此，Wireshａrｋ能够使用户计算机成为真实动态实验的有机组成部分,通过动手实验来观察网络的奥秘，进而深入理解和学习它们。
能够得到极大地深化读者的网络概念和提升实验技能：
观察网络协议的动作和动手操作它们,即观察两个协议实体之间交换的报文序列,钻研协议运行的细节,使协议执行某些动作,观察这些动作及其后果。
这个实验的注意事项有:
1）安装Wireｓhaｒｋ网络协议分析仪前应安装WｉnPcaｐ网络监测驱动程序。
２）俘获分组前应注意选择正确的网络接口。
3） 协议分组的俘获结果可以保存在指定的文件中,并可以在以后再行使用。
计算机实验报告
姓名:
学号:
专业：
班级:
01班
实验地点:
xxx实验室 实验时间：
仪器编号:
同组人员:
指导教师签字：
成绩：
教员评语:
实验报告正文:
1、实验名称
使用网络模拟器PacｋetTraｃer
2、实验目的
1、正确安装和配置网络模拟器软件PａｃketTraｃeｒ。
2、观察与IＰ网络接口的各种网络硬件及其适用场合。
3、实验内容和要求
掌握使用PacketTracer 模拟网络场景的基本方法，加深对网络环境、网络设备和网络
协议交互过程等方面的理解。
4、实验环境
1、运行Wｉｎdoｗｓ 2008Server/Wiｎdoｗs XＰ/Windoｗs ７操作系统的PC一台。
２、下载CISCO公司提供的PaｃketTrａｃer版本5.2.１。
五、操作方法与实验步骤
1、安装网络模拟器
安装ＣＩＳCO网络模拟器ＰacketTracer版本5.２．１。
双击PacketTrａcｅｒ安装程序图标,进
入安装过程。
根据提示进行选择确认，可以顺利安装系统。
2、使用PaｃketTraｃeｒ模拟器
（１）启动系统。
点击“CISCO PａcｋｅｔTrａcer”图标,将会出现如图7所示的系统界面。
图 ７ PacｋｅtTｒａｃer 的主界面
菜单栏中包含新建、打开、保存等基本文件操作，其下方是一些常用的快捷操作图标。
工作区则是绘制、配置和调试网络拓扑图的地方。
操作工具位于工作区右边,自上而下有7个按钮。
这些操作工具的作用分别是:
选择（Ｓｅｌｅｃtｅd），用于选中配置的设备；移动（MoveLａyｏut）,用于改变拓扑布局；放置标签（PｌａceNote）,用于给网络设备添加说明；删除（Delｅte），用于去除拓扑图中的元素,如设备、标签等；检查（Iｎspect），用于查询网络设备的选路表、MＡC表、ARP表等；增加简单的PＤU（Add SｉmpleＰDＵ），用于增加IP 报文等简单操作；增加复杂的PＤＵ（AｄｄＣomｐleｘ PDＵ），可以在设置IP报文后再设置TTＬ 值等操作。
使用检查工具可以查看网络设备（交换机、路由器）的３张表，该功能等同于在IOS 命令行中采用相应的sｈow命令,如showａrp。
增加简单的PDU和增加复杂的PＤU两个工具用于构造测试网络的报文时使用,前者仅能测试链路或主机之间是否路由可达，后者则具有更多的功能。
例如,要测试PC０ 到Router0 之间的连通性，可以先用增加简单的PＤU 工具点击PC0,再用该工具点击Roｕter0就可以看出两设备之间是否连通。
如图8所示。
图8用增加简单的ＰＤＵ工具测试设备之间的连通性
增加复杂的 PDU工具的使用方法稍复杂些,也是先用工具依次点击所要测试链路的两端，再设置所要发送的报文格式。
设置报文格式如图9所示。
图９定制增加复杂的ＰDU 中的报文
在主界面右下角,是转换实时模式与模拟模式的按钮。
在实时模式下，所有操作中报文的传送是在瞬间完成。
在模拟状态下，报文的传送是按操作一步一步地向前走，有助于我们仔细地观察报文的具体传输过程。
（2）绘制网络拓扑图
绘制网络拓扑图主要有以下几个步骤：
增加网络设备，增加设备硬件模块，连接设备和配置设备等。
增加网络设备:
在主界面下方有增加网络设备的功能区，该区域有两个部分:
设备类别选择区域以及显示某个类别设备的详细型号区域。
先点击设备类别,再选择具体型号的设备。
例如，先从左下角区域选择了路由器类别,此时右侧区域将显示可用的各种CISＣO路由器型号列表,点选后可以将其拖入工作区。
这样，可以从中选用所要的（大量的!
）网络设备。
增加设备硬件模块（选项）：
如果选用的网络设备恰好适用,则可以进行下一步。
但有时有些设备基本合用，但还缺少某些功能，如某种硬件接口数量不够等,这就需要通过增加设备硬件模块来解决。
例如，如果选择了路由器２６20XM,发现它仅有一个10/１０0Mbps的以太端口,一个控制端口和一个辅助设备端口。
若需要扩展一个光纤介质的１00 Mbps的以太端口和一些RJ45端口的以太端口。
这时双击工作区路由器2６２0XM图标，可以看到如图1０所示的界面。
从图中左侧物理模块列表中找出模块ＮM-1ＦE-ＦX,从左下方窗口中的描述发现它符合要求，就可以将其拖入上部的物理设备视图中。
由此，可以完成所有相关操作。
图10路由器262０XM的物理接口
连接设备：
在设备类型区域选取“连接（Conｎecｔions）”，再在右侧选取具体连接线缆类型。
注意到连接线缆有如下不同类型：
线缆有控制口（Cｏnsｏｌe）、直连铜线（CoｐperSｔraight-Ｔhrough）、交叉铜线（CopｐerCｒosｓ-Oｖer）和光纤（Fiｂer）等,你需要选取适当的线缆类型才能保证设备能够正确连通。
配置设备：
配置网络设备是一件细致的工作，将在其他实验中讲解配置网络设备详细过程。
下面以图１1 为例，讲解绘制一幅简单的网络拓扑图的过程（参见图11）。
图1１ 经交换机连接两台PC
先用上述方法从设备区拖入两台ＰC 和一台交换机，再用直通铜线与某个RJ45以太端口连接。
稍侯片刻,线缆端的点就会变绿,表示所有的物理连接都是正确的，否则要检查并排除所存在的物理连接方面的问题。
为了使两台PC之间IP能够连通，需要进一步配置该网络的网络层协议。
双击PC0的图标，进入“Coｎfig／FaｓtEthernet”界面，开始配置“IPConfiguration”。
选静态（Ｓｔａｔｉc）方式，IＰ地址可以输入：
1９2．１68.1．１,子网掩码可以选:
25５.255.255.0。
对PＣ1图标,也进行类似的配置,只是IP地址可以为:
１92.1６8.1.2。
为了检验配置是否正确,双击PC０，进入“Deｓｋtop/ＣommａndPtoｍpt”界面，键入：
piｎg１9２.2.162.2,这时就应当出现PC1对该Ping响应的信息。
由于交换机是一种自配置的设备，无需配置就能使用其基本功能工作。
3、观察与ＩP 网络接口的各种网络硬件
为了能够利用IP进行通信,网络设备硬件接口之间至少要用一种物理介质连接好，并且要求这些硬件接口与物理介质相匹配。
下面,通过实验来研究相关内容。
从ＰacketTraceｒ中打开路由器2620ＸM的物理设备视图,仔细做下列工作：
观察有关ＮM-１FE-FX模块描述；将其拖入设备，观察模块面板上的硬件接口情况（可以用ZoomIｎ放大）;做笔记，并自行分析该模块的适用场合。
对路由器 2620XM的NM-1FＥ-TX、NM-2FE２W、NM-８AＭ、NＭ cｏveｒplate 模块分别做出上述工作。
4、ｐｉnｇ和traｃeｒoｕtｅ实验
（1） 启动系统。
在网络设备库中选择型号为“1８41”的路由器一台，PC机两台,如图12所示。
图１2 构建网络拓扑
（2）创建链路。
在设备库中选择链路,选择自动添加链路类型,然后分别点击需要添加链路的设备，结果如图13 所示,此时链路两端红色表示链路不通。
图13添加链路
（3）配置网络设备。
双击设备,得到设备的配置界面。
在PC机的配置界面中,选择“Ｄesｋtｏp”标签，选择“IPCoｎfigurａtioｎ”,配置PC机的地址信息，如图14所示。
按上述方法,将PC0的IＰ设置为１92.１6８.１．２，子网掩码２55．255.255.０，默认网关1９2.168．1.１。
用同样的方法设置PＣ１ 的IP为１９２.168.2.2,子网掩码255．255.2５5.0，默认网关1９2.16８.2.1。
图 14PC配置
配置路由器端口。
设置Ｒouteｒ０,在路由器配置界面中选择“coｎfig”标签，选择“FasｔEthernet0/０” ，将IP设置成１92．１68.1.1,子网掩码２55．25５.2５5.0 ，同样设置“FastEtｈｅrneｔ0／１”,将IP设置成１92．168．2.1，子网掩码255．255．255.0,如图15所示，注意将路由器端口打开。
图１５路由器配置
（4） 使用Ping 命令，并在模拟模式下观察。
如图16所示,进入模拟模式。
双击PC0的图标,
选择“Ｄesｋtｏp”标签，选择“CｏmｍanｄPrｏmpｔ”，输入“pｉｎg１92.１６8.２.2”,如图17 所示。
同时,
点击“Autｏcaptｕrｅ／ｐlay”按钮，运行模拟过程,观察事件列表“ＥveｎtList”中的报文。
图 16进入模拟模式
图17 运行ｐing命令
（５）使用traｃert命令,并在模拟模式下观察。
六、实验体会、质疑和建议
通过这次实验,我大致对ＰackｅtTｒａceｒ这款软件有了初步了解。
PacketTrａcer是著名网络设备厂商CIＳＣO公司开发的一种集成模拟、可视化、交互式学习和评价环境,供网络初学者学习计算机网络的设计、配置和
排除故障之用。
PackｅtTracｅｒ根据网络设备和协议的简化模型，以模拟、可视化、连续播放网络现象，使用者能够获得理解网络行为的感受，获得操作、配置网络设备的经验。
在这次实验中要注意：
当物理连接正确时,与设备端口连接的线缆上的点应当变为绿色。
否则,应当检查线缆的类型是否正确以及接口卡是否处于“开（oｎ）”的状态。
计算机实验报告
姓名:
学号：
专业：
班级：
０1班
实验地点：
xxx实验室 实验时间:
仪器编号：
同组人员：
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成绩：
教员评语:
实验报告正文：
1、实验名称
分析Eｔheｒｎet II帧
2、实验目的
深入理解ＥｔｈｅrnetＩI帧结构。
三、实验内容和要求
基本掌握使用Wiｒesharｋ 分析俘获的踪迹文件的基本技能。
4、实验环境
1、运行Wｉndows2008Server／ＷiｎｄoｗsXP／Windoｗｓ7 操作系统的ＰＣ 一台。
2、PC具有以太网卡一块，通过双绞线与网络相连;或者具有适合的踪迹文件。
3、每台ＰＣ运行程序协议分析仪Wiresｈark。
五、操作方法与实验步骤
１、分析踪迹文件中的帧结构
用 Wirｅshark俘获网络上收发分组或者打开踪迹文件,选取感兴趣的帧进行分析。
如图18所示，选取第10号帧进行分析。
在首部细节信息栏中,可以看到有关该帧的到达时间、帧编号、帧长度、帧中协议和着色方案等信息。
在“帧中协议” 中, 看到该帧有“Ｅｔhernet:
IP:
IＣMP：
ｄata”的封装结构。
图 18分析帧的基本信息
为了进一步分析EｔhernetIＩ帧结构,点击首部细节信息栏中的“EthｅrｎeｔII”行,有关信息展开如图19 所示。
图19 EtheｒnetＩI帧详细信息
其中看到源MＡC地址为00:
20:
e0:
8ａ:
7０:
1a，目的ＭAC 地址为00:
06:
25:
dａ:
ａｆ:
７3;以太类型字段中值为0x０800,表示该帧封装了IP数据报;以及ＭAC地址分配的相关信息。
6、实验数据记录和结果分析
1、IＥEE８02.３ 以太帧结构。
它是在以太网链路上运行的一种数据分组,开始于前导码和帧定界符起始，后继的是以太首部的目的和源地址。
该帧的中部是载荷数据,其中包括了由该帧携带的其他协议（如IＰ）的首部。
该帧的尾部是３2比特的循环冗余码校验,以检测数据传输时可能的损伤。
它完整的帧结构如图20所示。
图20８0２.3 以太帧结构
2、EｔherneｔIＩ帧结构。
有几种不同类型的帧结构,尽管它们格式和最大传输单元不同，但却能够共存于相同的物理媒体上。
EtherｎｅtIＩ 帧（又称DIX帧）是目前使用最广的以太帧。
图2１显示了EtｈeｒnｅtII帧结构（该帧前后的辅助字段没有显示）。
与802.3以太帧结构相比,它较为简单。
其中的以太类型字段标识了封装了该帧数据中的较高层协议。
例如,以太类型值为０x0８００ 指示了该帧包含了IPv４数据报，０ｘ０8０6 表明指示了该帧包含了ARP帧，0ｘ81０0指示了该帧包含了IEEＥ802.1Q帧。
图21802.3以太帧结构
7、实验体会、质疑和建议
本次实验我初步了解了ＥtｈeｒnｅtIＩ帧结构,也学会了网络抓包。
EtherneｔＩI就是DIX以太网联盟推出的,它由6个字节的目的MAＣ地址,６个字节的源MAC地址,2个字节的类型域（用于标示封装在这个Ｆrame、里面数据的类型）以上为Fraｍe Header，接下来是46-－15０0 字节的数据，和4字节的帧校验）
计算机实验报告
姓名：
学号：
专业：
班级:
01班
实验地点：
xxx实验室 实验时间:
仪器编号：
同组人员：
指导教师签字：
成绩:
教员评语:
实验报告正文：
1、实验名称
交换机与集线器工作机理分析
2、实验目的
1、观察交换机处理广播和单播报文的过程。
2、比较交换机与集线器工作过程。
三、实验内容和要求
掌握使用PackｅtTｒacｅr模拟网络场景的基本方法，加深对网络环境、网络设备和网络
协议交互过程等方面的理解。
4、实验环境
1、运行Windowｓ2００8Sｅrvｅr/Wｉndｏws XP／Winｄｏws7操作系统的PＣ一台。
2、下载CIＳCO 公司提供的PaｃkｅｔＴrａcｅr版本5.2.１。
五、操作方法与实验步骤
1、在PａｃkeｔTraｃeｒ模拟器中配置网络拓扑
在PaｃketTrａcer模拟器中配置如图22所示的网络拓扑,其中通用交换机连接4台普通PC,通用集线器hub连接2台普通ＰＣ。
图２２实验网络拓扑图
点击PC,在每台ＰC的配置窗口中配置合理的IP 地址和子网掩码,无需为交换机和集线器配置IP地址
2、观察交换机如何处理广播和单播报文
（1） 在实时与模拟模式之间切换4次，完成生成树协议。
所有链路指示灯应变为绿色。
最后停留在模拟模式中。
（2）使用Inspect（检查）工具（放大镜）打开PC A和 PC Ｂ的 ＡRP表以及交换机的MAＣ表。
本练习不关注交换机的ＡRＰ表。
将选择箭头移到交换机上，查看交换机端口及其接口MＡC地址的摘要。
注意，这不是交换机获取的地址表。
将窗口排列在拓扑上方。
（3）添加简单ＰＤU 以从ＰC A发送ping 到ＰCB（也可以在PCA的ＤeｓkToｐ窗口中打开模拟命令行“Command Prompｔ”,运行PING 命令）。
使用AdｄSｉmpｌe PDU（添加简单PＤU）（闭合的信封）从PCA发送一个pｉng到ＰＣＢ。
点击PCA（源）,然后点击PＣ B（目的）。
EventList（事件列表）中将会显示两个事件：
一个IＣMP回应请求和一个ARＰ 请求，用以获取 PCB 的MＡC地址。
点击Ｉnｆo（信息）列中的彩色框以检查这些事件。
（4）逐步运行模拟。
使用Captuｒｅ/Forwarｄ（捕获/转发）按钮跟踪数据包的最终顺序。
由于 PCAAＲＰ 表中没有PCＢ的相应条目，因此为了完成ping，它必须发出 ARP请求。
交换机从 ARP 请求获取PＣA的MＡC地址及其连接的端口,从ＡRP 回复获取PCB的MAC地址及其连接的端口，交换机会将ARP请求从所有端口泛洪出去，因为ARP请求始终是广播。
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