网络实验指导书.docx
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网络实验指导书
计算机网络实验
指导书
计算机与通信工程学院
计算机科学与技术系
2010年5月修订
前言
一、编写依据
根据《计算机网络教学大纲》及《计算机网络实验教学大纲》编写。
计算机网络是计算机科学与技术专业、软件工程专业、数字媒体专业、信息与计算科学专业以及应用数学专业的必修课程，该课程中通常安排有1/4～1/3的实验学时，大纲中有课内实验和独立设置实验课两种方式。
●计算机网络课内实验。
可开设5个实验项目，16学时。
●独立设置实验课——“计算机网络实验”。
可开设7～8个实验项目，32学时。
任课教师可根据具体情况，规定学生应完成的实验项目和相应的学时。
二、原理和应用并重
网络原理实验主要集中在协议原理分析和仿真，目的在于对网络协议的理解和掌握；网络应用实验主要体现在操作系统的网络操作和网络/WEB编程，目的是通过实验了解和掌握最常用和最重要的网络技能。
三、多设置设计性或综合性实验
为调动学生的参与积极性，结合实验项目的可行性，尽量将实验设计为“设计型”或“综合型”，在基本实验操作过程或要求的基础上，通过实验选项或思考题，促使学生进一步掌握相关知识和技能。
四、实验项目根据实验室条件选定
实验室中编号=N的PC的默认配置为：
IP地址=192.168.0.N，子网掩码=255.255.255.0，默认网关=“”（空，未设置）。
所有PC以交换式快速以太网连网。
设有“网络协议仿真系统”（以下称“协议仿真系统”，详见“附件3”）。
该系统可供40人（2人一组）同时进行实验。
经过几年的实践、探索和总结，我们将该系统实验指导书上的部分实验进行了整合。
实践证明，该实验系统对理解和掌握典型网络协议有较大的帮助。
总体说明和要求
一、使用“网络协议仿真教学系统”
“网络协议仿真教学系统”（以下称“协议仿真系统”）安装在实验室的57～88号以及103～110号共40台计算机上。
实验2、4和5要使用协议仿真系统，实验8也可使用该系统进行分析和调试。
实验中两人为一组，每人都必须完成实验规定的内容，即实验完成后两人要互换位置，重新进行实验。
二、实验准备
1、认真阅读本指导书。
2、复习相关的理论知识。
3、根据实验项目的要求和内容，拟定实验方案（电子文档）。
4、使用仿真系统做实验时，一组的两人须同班，实验前确定，并明确写入实验方案。
三、实验过程
1、携带U盘等USB端口存储介质，存放实验方案，记录实验过程和结果的截图。
2、按实验方案进行实验，并认真做好实验记录。
3、使用仿真系统做实验时，用[姓名]+[实验项目号]作为过滤器名称（如“李晓明3”），表示“李晓明在实验3中使用的过滤器”。
4、使用仿真系统做实验时，IP报中的标识、TCP头部的序（列）号，客户端的端口号等，均采用学号作为相关的序号。
5、使用仿真系统做实验时，如果可能，数据中要包含实验者的姓名、实验时间等信息。
四、实验报告撰写和提交
实验报告是对实验过程的描述和对实验结果的分析与总结，要便于他人阅读和参考，同时便于批改。
根据以往的经验，实验报告是薄弱环节，部分同学重操作，轻报告，使实验的效果打折扣。
因此对实验报告如下明确要求。
1、实验报告撰写总体要求
●采用专业术语（包括专业词汇、图和表）。
●语言叙述简练、准确。
●格式规范，正文文字为5号宋体。
●图表清晰，其中的文字为小5号宋体。
2、实验报告内容
●实验目的和原理，大纲。
指导书中的内容不能简单复制。
●实验方案。
在预习方案的基础上修改、浓缩。
●实验过程和结果。
其中的图表要裁剪适当，标注清楚，并有相应的文字说明。
●对实验结果的分析和相应的结论。
●简要的实验总结，包括实验中遇到的问题及解决办法。
特别说明：
两人合作的实验，报告要各自独立撰写，不能相同。
3、实验报告封面
●按格式要求完成。
模板另行提供，格式、字体、字号、项目等均不能修改，蓝色文字应按实际情况填写，并改为黑色再打印。
●使用“网络协议仿真教学系统”时，封面中的IP地址和MAC地址填写“仿真机”地址。
●独立完成的实验，不写合作者；两人合作的实验，必须标明合作者。
4、实验报告提交
●书面文档。
用B5纸打印，顶端装订。
●实验完成后5个工作日内提交，迟交扣分，10个工作日后不再受理。
●两人合作的实验，报告要同时上交。
五、实验考核方法
1、考核内容
考核环节
考核项目
考核点
比例
实验过程
实验准备
有否实验方案
10%
完成情况
是否完成实验基本内容，是否完成可选内容
15%
表现
已有理论知识和实验技能的运用是否熟练，是否独立完成，是否有新意（设计型或综合型）
15%
实验报告
实验结果
实验结果是否详实、正确
15%
语言叙述
实验过程叙述是否全面、准确、简洁
15%
结论与总结
实验结论是否深入，实验总结是否有针对性
10%
结构和格式
实验报告结构是否完整，格式是否规范
10%
图表质量
实验报告中图表是否清晰、得当
10%
2、考核方法
每个考核项目结果评价为“A”（好）、“B”（较好）、“C”（一般）或“D”（较差），对应的分数如下：
考核结果
A
B
C
D
分数
≥8.5
7.5～8.5
6.5～7.5
＜6.5
没参加实验，或参加实验但没交实验报告或明显抄袭实验报告，相应实验项目成绩为0分。
【双绞线RJ45连接头的制作】
一、实验目的
●认识基于双绞线的网络布线系统；
●掌握电脑网线连接器的制作方法；
●掌握测线器的使用方法。
二、实验类型、学时和完成方式
验证型；2～4学时；每人独立完成实验.
三、实验内容和要求
参观实验室布线系统；学会制作和测试网线。
要求[1].用RJ-45连接头制作工具制作并测试网线。
要求[2].记录教师对实验室的布线情况的讲解内容。
要求[3].制作并测试双绞线电缆（双绞线采用5类UTP，连接方式为“直通”）。
●用RJ-45双绞线压线钳制作长度为2米的直通电缆；
●用标签标明电缆的长度、类型、制作人和制作时间；
●用测线器测试制作的网线电缆；
●用测线器测试并记录双绞线电缆的连通性和线序。
四、实验报告要求
1、实验室网络布线系统情况；
2、所制作网线的标准、类型、简要制作过程、测试方法和测试结果。
【以太网MAC帧的构造与捕获】
一、实验目的
●掌握网络协议分析器的基本使用方法，构造并发送MAC帧；
●掌握协议仿真编辑器的基本使用方法，分析捕获的MAC帧；
●掌握以太网帧的构成，了解各个字段的含义；
●识别MAC地址并理解其作用。
二、实验类型、学时和完成方式
验证型；2～4学时；两人一组完成。
三、实验要求和内容
本实验包括《计算机网络协议仿真实验（第二版）》中[实验环境]以及[网络协议仿真器的使用说明]、[网络协议分析器的使用说明]和[实验一以太网数据帧的构成]等3个基本实验项目的内容。
实验原理见教材、参考文献[1]、[7]。
要求[1].熟悉“网络协议仿真实验系统”的结构和实验硬件的配置方法；
要求[2].学习使用“仿真编辑器”，构造并发送MAC帧。
●“地址本”使用；
●协议包的管理与编辑；
●构造以太网MAC帧，数据为字符串“ABCDEFGH”，发送给指定PC。
●构造以太网MAC帧，数据为字符串“ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ”+“空格”+[实验日期]+“空格”+[两人的姓名拼音]+“0123456789”，发送给指定PC。
要求[3].学习使用“协议分析器”，捕获并分析MAC帧。
●定义过滤器；
●创建捕获窗口并捕获包；
●分析捕获的MAC帧。
四、思考题
1、MAC帧中DA在最前面有什么好处？
2、MAC帧的“长度/类型”字段的值=0800或=0806的差别。
3、MAC帧的“长度/类型”字段的值＞1500或≤1500的作用。
4、为什么仿真编辑器和协议分析器中没有FCS字段？
5、什么情况下仿真编辑器构造的MAC帧和协议分析器收到的MAC帧内容不一致（多出若干00字节）？
原因是什么？
【Windows的网络配置、管理与测试】
一、实验目的
●掌握WindowsXP环境下网络参数的配置方法；
●掌握最基本的网络管理命令作用和使用方法；
●掌握IP地址及分类；
●理解子网的划分和子网掩码的作用；
●理解默认网关的作用。
实验基本原理见教材、教学参考书、附录1，参考文献[2]、[4]。
二、实验类型、学时和完成方式
设计型；2～4学时；每人独立完成实验。
三、实验内容和要求
要求[1].学习使用WindowsXP网络实用命令。
●启动DOS操作界面；
●PING:
测试到目的主机的连通性（和可达性）；
●IPCONFIG:
查看主机的网络参数；
●ARP:
管理ARP缓存。
要求[2].网络参数设置（修改“IP地址”，“子网掩码”和“默认网关”并使之生效）；
●配置：
子网掩码分别修改为255.255.255.0和255.255.255.128，查看配置结果并记录，并分析何时生效。
要求[3].设法改变网络参数配置，测试到某目的PC的连通性并得到以下3种结果。
●
提示：
目地IP与源IP在不同网络中，不配置默认网关。
目地主机不可达（Destinationhostunreachable）。
●
提示：
目地IP与源IP在同一网络中，或目地IP与源IP在不同网络中，配置默认网关；目的IP主机未工作或IP地址未分配。
请求超时（Requesttimedout）。
●
提示：
目地IP与源IP在同一网络中，或目地IP与源IP在不同网络中，配置默认网关；目的IP主机工作正常。
有响应/PING通（Replyfrom[目地IP],byte=32times=[时间]TTL=255）。
要求[4].测试以下配置是否可行，并记录结果。
●IP地址=192.168.x.0,子网掩码=255.255.255.0。
●IP地址=192.168.x.192,子网掩码=255.255.255.224。
●IP地址=192.168.x.193,子网掩码=255.255.255.224。
●IP地址=192.168.x.0,子网掩码=255.255.0.0。
x为计算机号。
四、思考题
1、IP参数配置的改变何时生效？
怎样查看？
2、IPCONFIG命令的作用是什么？
可带有什么参数？
3、PING命令的作用是什么？
必须带有什么参数？
带有参数“–t”作用是什么？
4、ARP–A和ARP–D命令有什么区别？
5、分析：
主机IP=192.168.1.0，掩码分别为255.255.255.0或255.255.0.0产生相应结果的原因。
6、分析“实验过程4”结果的原因。
7、当实验室较多的PC在运行时，执行“ARP–D”和“ARP–A”后，为什么仍有较多的“IP——MAC”地址记录？
【IP、ARP、ICMP报文构造与协议分析】
一、实验目的
●掌握IP数据报的组成和各字段的功能，分析数据报的IP首部；
●理解ARP、ICMP与IP的关系；
●理解ARP命令、PING命令与ARP、ICMP协议的关系；
●熟悉ARP和ICMP协议包格式；
●了解ARP、ICMP会话过程。
二、实验类型、学时和完成方式
设计型；4～6学时；两人一组完成。
三、实验内容和要求
本实验涵盖《计算机网络协议仿真实验（第二版）》中[实验二IP地址分类与数据包组成]、[实验三地址解析协议ARP]和[实验四互联网控制报文协议ICMP]等三个实验项目的内容，并且在【Windows网络的配置、管理与测试】实验完成后进行。
实验中使用默认配置的网络参数。
实验基本原理见教材、教学参考书及参考文献[1]、[7]。
要求[1].在仿真机上用“仿真编辑器”构造IP包并发往“指定主机”，在监控机上用“协议分析器”捕获并显示该包。
要求[2].用网络实用命令发送ARP和ICMP报文到192.168.1.100，截获并分析报文。
要求[3].用“协议分析器”捕捉包并分析ARP、ICMP会话过程。
●运行“协议分析器”，设置适当的过滤器，开始捕捉包；
●在仿真机上删除ARP缓存，用PING测试到指定主机的连通性；
●分析捕捉到的包，查看并解释会话过程。
要求[4].仿真ARP、ICMP会话。
●用“仿真编辑器”编辑ARP、ICMP请求并分别发送（ICMP包携带的数据为：
“实验3：
”+[日期]+“，”+[姓名1]+“and”+[姓名2]，例如：
“实验3：
2009-12-8，王强and李明”）；
●用“协议分析器”捕捉包，显示分析相应的会话过程；并与[2]的结果相比较，确认仿真结果是否正确。
四、思考题
1、未使用“仿真编辑器”时，捕获的协议包是怎样产生的？
2、什么是ARP？
ARP与IP的关系。
3、什么是ICMP？
ICMP与IP的关系。
4、什么是“会话”？
本实验中那些协议有会话过程？
IP有否“会话”？
5、用PING命令测试连通性时如果结果为不能连通，并仍然使用“子网掩码”255.255.255.0，应添加什么设备才可能PING通？
为什么？
【TCP建立连接的三次握手仿真】
一、实验目的
●掌握TCP协议建立连接的工作原理（包括TCP部中各字段的含义及作用，三次握手的过程）。
●能够分析TCP协议的建立连接的过程，理解TCP会话的概念。
二、实验类型、学时和完成方式
设计型；4～6学时；两人一组完成。
三、实验内容和要求
用“网络协议仿真教学系统”仿真实现TCP建立连接的三次握手过程。
WEB服务器IP地址：
192.168.1.53或192.168.1.100。
实验原理见教材、教学参考书及参考文献[1]、[7]。
要求[1].在仿真机上浏览一个WEB服务器，用协议分析器查看TCP建立连接的三次握手会话；
要求[2].启动仿真编辑器的“TCP拦截”功能；
要求[3].用仿真编辑器构造并发送与web服务器第一次握手TCP报文（SYNX），用协议分析器捕捉并查看该报文；
要求[4].用协议分析器捕捉并查看web服务器发回的第二次握手TCP报文（ACKX+1,SYNY）；
要求[5].用仿真编辑器构造并发送与web服务器第三次握手TCP报文（ACKY+1）；用协议分析器捕捉并查看该报文；
要求[6].停止仿真编辑器的“TCP拦截”功能，重新3、4、5步，记录结果。
四、思考题
1、TCP、IP、以太网协议的依赖和封装关系。
2、TCP连接建立的三次握手包中，“序号”、“确认号”应为何值？
3、简述会话的概念及其在三次握手过程中的体现。
4、实验中为什么要启动/停止TCP拦截？
分析其原因？
5、是否有其它办法代替“TCP拦截”?
【WEB网站设计基础】
一、实验目的
●基本掌握WEB网页设计方法。
●掌握一种WEB服务器的配置方法。
二、实验类型、学时和完成方式
设计型，6～10学时；每人独立完成实验。
三、实验内容和要求
制作个人网站。
包括配置网站，制作网页并发布。
由指导教师在线检查设计结果。
实验中使用默认配置的网络参数。
实验原理及相关知识（HTML、WEB），见教材、教学参考书及参考文献。
要求[1].制作个人网站的网页。
●主页包括作者基本信息和照片；
●主页包括基于文字的站内链接“专业背景”、“求职意向”和友情链接“辽宁石油化工大学”（192.168.1.100）；
●主页包括基于图片的友情链接“Google”（192.168.1.200）；
●主页包括到到自己邮箱（如JSJ030117@163.COM）的链接；
●主页包括可下载文件（如“网站设计基础.doc”）。
要求[2].配置IIS并发布网站。
●配置IIS（“默认网站”的“主目录”、“默认文档”等）；
●启动WWW服务器。
要求[3].浏览自己的网站。
●在其它计算机上用IP地址浏览相应的网站；
●在自己的计算机上用“回送地址”浏览自己的网站。
四、思考题
1、网页和网站有什么区别和联系？
使用哪些工具制作网页、网站？
2、在你制作的网页中使用了哪几种HTML语法标记？
哪些是必须成对出现的？
3、站内链接与站间链接有何区别？
4、网页中怎样提供可文件“网站设计基础.doc”下载（语法）？
怎样提供向“JSJ030117@163.COM”发邮件的链接（语法）？
5、配置IIS并启动WWW服务器的步骤。
6、浏览自己的网站有哪几种方法？
7、动态网页和静态网页的区别？
8、表单的作用是什么？
有哪些提交方法？
9、在自己的计算机上用“回送地址”浏览自己的网站是否能证明实验成功？
10、如果网站没有发布，浏览的结果是什么？
11、用“回送地址”浏览网站是是否出现过“网站正在建设中”的提示？
怎样解决的？
【网络分析软件Wireshark的使用】
一、实验目的
●掌握网络分析软件Wireshark基本使用方法。
●掌握用Wireshark分析常见协议的方法。
二、实验类型、学时和完成方式
综合型；4～8学时,每人独立完成实验。
三、实验要求和内容
配置WindowsXP的IP信息；用控制台命令查看相关配置信息，测试与不同主机的连通性；用协议分析软件捕获测试时数据包，并分析测试结果。
实验原理和软件操作相关知识，见教材及参考文献[8]。
要求[1].安装Wireshark。
要求[2].用Wireshark捕捉网络包并保存捕捉记录。
●建立只读共享文件夹“E：
\net\<计算机号>”；
●运行Wireshark。
●设置Wireshark捕包参数。
必做：
选择捕捉端口，实时刷新捕包显示，定义捕捉过滤规则表达式；可选：
定量捕包，定时捕包等。
●启动包捕捉。
在包捕捉过程中进行网络通信，以确保能捕捉到包；若没有捕捉到包，重新启动捕捉；
●学习Wireshark的其他捕捉方式、配置和过滤等功能。
●存储捕捉的包到文件中。
●退出Wireshark。
要求[3].分析并找出指定的包。
●重新运行Wireshark。
●打开包文件（“E：
\net<计算机号>\<计算机号><班级><学号><姓名>”），加载已保存的包数据。
●找到指定的包。
找到EthernetII、IP、ARP、ICMP和TCP包至少各一个，解析包结构，找到TCP建立连接时一组“三次握手”过程的所有包并分析。
四、思考题
1.Wireshark可定制哪几种捕捉方式？
2.通过观察其他同学的实验结果，说明Ethernet更多采用什么标准？
3.MAC地址16进制书写方式常用的有哪几种？
4.比较Wireshark与网络协议仿真实验教学系统的协议分析器。
5.WinPcap与Wireshark的关系。
【Winsock程序设计】
一、实验目的
●理解Winsock与TCP/IP的关系；
●基本掌握Winsock程序设计方法。
二、实验类型、学时和完成方式
综合型；16～20学时；每人独立完成实验（UDP）或两人合作完成实验（TCP）。
三、实验要求和内容
编程实现单用户通信程序。
实验原理见①教材中有关运输层章节，②附录4，③参考文献[3]。
要求[1].用VC++、VB等面向对象编程语言实现。
要求[2].采用TCP或UDP均可。
●采用TCP。
服务器端程序功能包括：
端口可设置，等待任意客户端连接请求（侦听）并接受，发送随机数据，接收数据并显示，终止连接（结束数据传输）；客户端程序功能包括：
本地端口可设置，服务器进程端和端口可设置，请求连接到服务器端，发送随机数据，接收数据并显示，终止连接（结束数据传输）。
●采用UDP。
对方地址和端口可设置，发送随机数据，接收数据并显示。
要求[3].实验报告中，程序代码（主要）清单作为附录。
四、思考题
【动态网站设计】
一、实验目的
●理解动态WEB的相关概念；
●学习动态网页设计方法。
二、实验类型、学时和完成方式
综合型，16～20学时；可两人合作完成实验，明确分工，提交一份实验报告，标明两人分别撰写各自负责的部分。
三、实验内容和要求
制作论坛网站，并发布。
实验原理及相关知识见教材、教学参考书及参考文献。
要求[1].基于ASP或ASP.NET技术。
要求[2].论坛的基本功能。
●显示访问频度，当前客户端时间。
●用户和访客按主题浏览论坛，跟“贴子”，帖子可包含图片。
●用户注册、登录和信息修改。
●管理员登录及管理（主题管理，帖子管理，用户管理）。
四、思考题
1、动态网页和静态网页的区别？
2、什么是表单？
在动态WEB中的作用是什么？
有哪些提交方法？
3、什么是CGI？
与动态WEB的关系如何（作用是什么）？
4、使用什么支持技术？
其基本原理和工作过程是什么？
5、以所完成的内容为例，简单阐述数据库在动态WEB中的地位和作用。
参考文献
[1]中软吉大公司．网络协议仿真教学系统实验教材
[2]张基温．计算机网络实验与实践教程．北京：
清华大学出版社，2005
[3]陆魁军．计算机网络基础实践教程．北京：
清华大学出版社，2005
[4]尚晓航．计算机网络与Windows2000实用教程．北京：
清华大学出版社，2003
[5]孙践知．计算机网络应用技术教程．北京：
清华大学出版社，2006
[6]锐捷公司．实用网络技术配置指南（初级篇）
[7]中软吉大公司．计算机网络协议仿真实验（第2版），pdf文档
[8]ethereal用户手册，pdf文档
附录1双绞线布线简介和网线插头的制作方法
双绞线是目前局域网中广为使用的传输介质。
一、双绞线的结构及分类
双绞线（TwistedPairwire）是综合布线中最常用的一种传输介质。
一对双绞线一般由两根22～26号（AUG，美国线规）绝缘铜导线相互缠绕而的成。
把两根相互绝缘的铜线按一定密度按逆时针方向互相扭绞在一起，可降低信号干扰的程度。
把一对或多对双绞线放在一个绝缘套中构成了双纹线电缆，不同颜色线对具有不同的扭绞长度。
双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和非屏蔽双绞线（STP）两种。
美国电子-通信工业协会（EIA/TIA）把UTP分为7类，下表是对3类以上UTP的简要说明。
类别（catagory）
描述
最小带宽（MHz）
主要应用
3类（cat3）UTP
钮绞密度低，12次/米
16
10Base-T
4类（cat4）UTP
钮绞密度较低
20
TokenRing和10Base-T
5类（cat5）UTP
钮绞密度高，72次/米
100
100Base-T和10Base-T
超5类（high-cat5）UTP
稳定性加强的5类线
100
1000Base-T
6类（cat6）UTP
在超5类线上改善了串扰和回波损耗
250
1000Base-T
7类（cat7）UTP
尚未定义
600
RJ-45插头和插座
双绞线的性能指标包括传输频率
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