仲红计算机网络实验讲义.docx

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仲红计算机网络实验讲义

《计算机网络》

实验指导书

仲　红　编

安徽大学计算机科学技术学院

二OO八年三月

课程简介

教学任务与目的：

通过实验教学，进一步加深学生对计算机网络原理的理解，掌握常用的网络互连设备的主要构造和配置管理方法，增强实际操作能力和科研创新能力。

1．整体认识局域网、广域网中的互连设备，了解路由器、交换机在网络设计中的作用。

2．熟练进行路由器与交换机的基本配置和安全管理

3．认真记录实验故障现象及解决方法，完成实验报告，。

4．根据要求网络拓扑要求，完成综合实验的设计并能成功实现网络通信的要求，能够进行小型校园网的设计与管理。

实验环境：

每4人分为一小组。

硬件设备：

每组4台计算机、4台路由器、2台二层交换机、1台三层交换机。

网线每组10米，RJ-45头每组15个、压线钳每组1把、测试仪2组1台。

软件：

Windows2000/XP

网络管理软件等

教学内容：

本实验讲义是计算机网络理论教学的补充，由个14大项39个实验项目组成（36学时），包括对等网组建及测试、路由器实验、交换机实验三大部分。

路由器实验涵盖了路由器的基本配置、静态路由、动态路由协议RIP的配置；PPPPAP、PPPCHAP两种安全认证、包过滤防火墙技术；TFTP服务器管理配置文件、实现操作系统的恢复与升级等内容。

交换机实验包括交换机的基本配置、远程登录、口令恢复，交换机操作系统的恢复与升级，VLAN技术，生成树协议（STP、RSTP）与链路聚合技术，交换机访问控制列表技术等。

图标：

路由器　　　　　　交换机　　广域网线路　　　　　　以太网线路

目　录

实验一组建对等以太网-1-

项目1　网线的制作与测试-4-

项目2对等网-4-

实验二网络基本测试工具及应用-5-

项目1　ping-5-

项目2　Ipconfig-7-

项目3　Tracert-7-

项目4　Netstat-7-

项目5　Arp-8-

实验三路由器的基本配置-9-

项目1　超级终端协议的设置及路由器的启动-9-

项目2　路由器的命令模式设置-12-

项目3路由器的基本配置-18-

项目4路由器端口的基本配置-20-

项目5清除路由器密码-21-

实验四路由协议的配置-22-

项目1　配置静态路由-22-

项目2　动态路由RIPV1协议-23-

实验五交换机的基本配置-24-

项目1超级终端协议的设置及交换器的启动-24-

项目2交换机的基本配置-25-

项目3交换机的密码清除-26-

实验六虚拟局域网VLAN-28-

项目1PortVLAN的配置-29-

项目2划分PortVLAN实现端口隔离-30-

项目3VLAN实验练习-31-

实验七VLAN内及VLAN间的通信-32-

项目1VLANTrunks的配置-32-

项目2定义Trunk口的许可VLAN列表-33-

项目3配置NativeVLAN-33-

项目4VLAN跨交换机通信-34-

项目5VLAN间的通信-36-

实验八生成树协议与链路聚合-37-

项目1生成树协议STP-37-

项目2生成树协议RSTP-38-

项目3链路聚合（aggregeteport）-39-

项目4路由器与交换机的互连-40-

实验九　HDLC及PPP协议-44-

项目1　HDLC的封装-44-

项目2　PPP及认证协议的配置-45-

实验十　包过滤防火墙及设置-47-

项目1　标准访问控制列表（ACL）的配置-47-

项目2　扩展访问控制列表（ACL）-48-

实验十一　TFTP管理路由器配置-50-

项目1　备份路由器的配置到TFTP服务器-50-

项目2　从TFTP服务器恢复路由器的配置-51-

实验十二　升级路由器操作系统-52-

实验十三　路由器与交换机的综合配置-54-

项目1　实验练习1-54-

项目2　实验练习2-55-

项目3　设计实验-57-

实验考试（设计）-59-

模拟题1-59-

模拟题2-64-

实验报告模板………………………………………………………………………………………………………………-59-

实验一组建对等以太网

【实验目的】

（1）熟悉网卡、线缆、交换机等网络硬件设备；

（2）熟悉Windows2000/XP下的网络组建及各参数的设置；

（3）了解计算机网络的基本结构,熟悉对等网络的特点。

【实验任务】

双绞线的制作及测试，完成对等网络的组建。

【实验器材】

计算机、网卡、电缆、交换机、WINDOWS2000/XP操作系统。

【计划学时】

2学时

一.实验准备

1.区分三种电缆的不同连接方法及用途

（1）直通线一般用于工作站与集线器（或交换机）之间或配线架与集线器（或交换机）之间的连接（图1.1），线缆两端的RJ-45接头的线序完全相同。

（2）交叉线一般用于集线器（或交换机）与集线器（或交换机）之间的连接图（图1.1），线缆两端的RJ-45接头的线序一端是TIA/EIA568A，另一端是TIA/EIA568B（图1.2）。

工程中多选择T568B标准。

图1.1直通线与交叉线的应用

（3）反转线一般用于与Console端口的连接。

用于RJ-45与RS-232之间的转换，其两端线序完全相反。

图1.2　TIA/EIA568A及TIA/EIA568B标准

2．熟悉实验工具及使用方法

网线制作与测试的主要工具是线钳与测线器（图1.3-1.6）。

　　　　图1.3　线钳　测线器　　　　　　　　　　　图1.4　线钳

图1.5　测线器（正面）　　　　　　　　图1.6　测线器（侧面）

3．掌握网络互连设备的作用、检查设备的性能参数

检查网卡、以太网交换机、二层交换机、三层交换机、路由器的型号、参数及性能（图1.7-1.9）。

图1.7　AMP　以太网交换机

图1.8　锐捷三层交换机3550与二层交换机1908

图1.9锐捷路由器2601

二.实验内容

将安装有Windows2000/XP的几台计算机连成一个简单对等网，实验内容如下：

（1）制作网线并进行连通性测试。

（2）安装网卡（物理安装、逻辑安装并检验确认）。

（3）用双绞线将4台计算机连接到集线器。

（4）配置网卡。

（5）标识计算机。

（6）在网络中，将某台计算机上的文件设置为“共享”。

（7）级联集线器、交换机和路由器。

（8）将自己组建网络拓扑结构图画出来。

三.实验项目

项目1　网线的制作与测试

（1）每组做1根直通线，一根交叉线。

（2）将每根线用测线仪进行测试。

网线制作好之后，首先进行连通性测试。

如果是一项实际工程，还需要按照国际标准TIA/EIATSB-67对布线系统的端接线图、长度、衰减和近端串扰进行测试。

连通性测试可以使用仪器仪表进行，本实验采用网络布线中常用的测线器（cabletester）。

测试线缆时，将一根线缆的两端分别插入主副测试仪的插座中，然后打开电源。

对于直通线，正确时，两端的8个信号灯会按相同的顺序跳亮；对于交叉线，在主测试仪端，信号灯按1-2-3-4-5-6-7-8的顺序亮灯时，在副测试仪中信号灯会按1-3-2-4-5-6-7-8的顺序亮灯。

否则，表明有错。

若有信号灯不亮，则说明此路线不通。

项目2对等网

步骤1　安装网卡及网卡驱动程序

步骤2　连接计算机

（1）RJ-45头分别插入计算机后面的RJ-45插座内。

（2）将计算机与交换机之间用双绞线（直通线）连接起来。

步骤3　安装网络协议和设置IP地址

启动计算机，安装网络协议。

一般情况下，网络协议在安装操作系统时，系统会默认安装，如果没有安装，参照如下操作步骤进行安装。

（1）单击“开始”→“设置”→“控制面板”→“网络”，选择其中的“本地连接”图标。

单击右键，在出现的快捷菜单中选择“属性”命令，出现本地连接属性对话框。

（2）单击“常规”→“安装”→“协议”，再单击“添加”按钮。

在随后的协议列表中选择TCP/IP协议后，单击“添加”按钮。

（3）设置IP地址。

在“本地连接属性”对话框中选择“TCP/IP协议”后单击“属性”按钮，在随后的TCP/IP协议属性对话框中输入计算机的IP地址，在小型局域网中，一般采用专有的C类IP地址，如：

192.168.0.10，掩码可以采用默认掩码：

255.255.255.0。

（4）按同样的操作步骤对另一台计算机进行设置，不过IP地址必须是同一网段上的地址，且与第一台计算机不同。

例如，192.168.0.10~192.168.0.17，掩码仍然是：

255.255.255.0。

步骤4．计算机间通信

此时的计算机网络已经完成，计算机之间可以访问共享资源。

实验二网络基本测试工具及应用

【实验目的】

（1）了解流行网络测试工具的基本功能和使用方法。

（2）掌握使用网络工具测试网络状态的方法。

【实验任务】

（1）上网搜索各种流行网络测试工具。

（2）测试常用的网络工具。

（3）比较各种网络工具使用特点。

【实验器材】

计算机、网卡、电缆、交换机、Windows2000/XP操作系统。

【实验条件】

实验一成功完成的基础上，进行实验二。

【计划学时】

2学时

一.实验准备

（1）学习网络管理中有关测试网络的工具及其使用方法。

（2）设计测试常用网络工具的各种用法的测试方案和步骤。

（3）设计网络出现各种假设故障的不同检测方案和步骤。

二.实验内容

（1）ping检测端到端的连通性。

（2）Ipconfig和Winipcfg检测TCP/IP协议有关的配置。

（3）Tracert查看从本地计算机到目标主机所经过的全部路由。

（4）Netstat　显示有关统计信息和当前的TCP/IP网络连接情况。

（5）Arp　查看指定计算机的ARP高速缓存中的当前内容。

三.实验项目

项目1　ping

（1）功能

通过发送数据包，检测两台计算机间的网络是否连通、网卡配置、IP地址是否可用等。

（2）命令格式

ping[-t][-a][-1size][-f][-ITTL][-vTOS][-rcount][-scount][[-jhost-list]|[-khost-list]]

[-wtimeout]destination-list

（3）参数说明

●–t使当前主机不断向目的主机发送数据，直到按Ctrl+C组合键中断。

●–a将地址解析为域名。

●–ncount用count指定的ECHO数据包数目，默认值为4。

●–lsize用size指定数据包的大小。

●–f在数据包中发送“不分段”标志，使数据包不被路由上的网关分段。

●–ITTL用TTL指定“生存时间”字段的值。

●–vTOS用TOS指定服务类型。

●–rcount用count指定要记录的路由的轮数。

●–scount用count指定跳点数的时间戳。

●–wtimeout用timeout指定超时时间间隔（以ms计），默认值为1000。

（4）操作方法

在DOS环境下或Windows开始菜单中的“运行”对话框中输入ping命令并加上目标的IP地址或主机名，相关参数可以忽略不写。

执行“开始”→“程序”→“附件”→“命令提示符”。

例1.1：

ping10.191.0.196–t

该命令不断向192.168.0.8发送测试数据包，直到按Ctrl+C组合键。

有应答，说明当前主机到10.191.0.196之间有一条通路；无应答，则TCP/IP的安装或运行存在问题。

如果命令中没有“-t”，则只发送4个测试数据包。

（5）故障诊断依据：

计算机进行TCP/IP通信的基本条件：

●网卡安装正确。

●安装有TCP/IP协议。

●TCP/IP协议的参数配置正确（涉及的基本参数有4个：

IP地址、子网掩码、DNS和网关，任何一个设置错误都会导致故障发生）。

●到有关节点（网关、服务器（如DNS等））的网线连通。

（6）故障诊断常用方法：

●ping本机IP地地址

正常情况下，本地计算机会对ping命令做出应答。

否则本地计算机配置或安装存在问题。

此时，可先断开网络电缆，然后重新发送该命令，如果有了应答，由表示另一台计算机可能配置了相同的IP地址，重新分配IP地址，问题就能解决。

●ping　局域网内其他IP地址

如果收到回送应答，表明本地网络中的网卡和载体运行正确。

如果没有收到回送应答，可能有如下问题：

⏹子网掩码不正确，应重新配置。

⏹网卡配置错误应查看网卡指示灯有无闪烁，检查网卡设置和驱动程序。

⏹网络连接有问题检查网线的连通性和集线器、交换机的连接。

●ping网关IP地址

如果应答正确，则表示局域网中的网关路由器正在运行并能够做出应答。

问题在本地计算机，需再检查本地计算机的网卡设置、IP地址分配、网卡驱动程序是否正确等。

●ping一个远程域名

如果不通，则表示DNS服务器的IP地址配置不正确或DNS服务器有故障，需要重新设置DNS。

（7）判断故障的位置：

●ping127.0.0.0：

此命令执行时，计算机将模拟远程操作的方式来测试本机，如果不通，则极有可能是TCP/IP协议安装不正确，删除TCP/IP协议，重新启动计算机，再重新安装TCP/IP协议。

或者网络适配器安装有问题，删除后重新添加。

●ping本地IP地址：

如果不通，则说明在相应的端口上的协议绑定有问题，查看网络设置，可能是网络协议绑定不正确。

●ping其它主机IP地址：

如果前两种方式都能ping通，而不能ping通其它主机的IP地址，那么说明其它主机的网络设置有问题，或者网络连接有问题。

可以检查其它主机的网络设置，检查物理连接是否有问题。

项目2　Ipconfig

利用Ipconfig和Winipcfg命令可以查看网络中本地计算机与TCP/IP协议有关的配置，如IP地址、网关、子网掩码等。

这两个工具功能基本相同，前者是以DOS的字符形式显示，而后者则以Windosw的图形界面显示。

（1）不带参数选项：

　ipconfig

为每个已经配置好的接口显示TCP/IP信息：

IP地址、子网掩码和默认网关值。

（2）带all选项：

　ipconfig/all，显示：

●TCP/IP信息

●本地网卡的物理地址（MAC）、主机名等。

项目3　Tracert

Tracert是网络路由跟踪程序，查看从本地计算机到目标主机所经过的全部路由。

主要用于广域网或Internet中。

在局域网中，一般用于跨网段或由多个局域网互联的网络中。

通过Tracert显示的信息，可以掌握一个数据包从本地到达目标计算机所经过的路由，可解网络堵塞发生的环节，为网络管理和系统性能分析提供一定的依据。

（1）功能

tracert命令能够追踪数据包访问网络中某个节点时所走的路径，进行路由跟踪，以用来分析网络和排查故障。

（2）命令格式

tracert[d][-hmaximum-hops][-jhost-list][-wtimeout]target_name

（3）参数说明

●-d不解析主机名。

●-hmaximum-hops用maximum-hops指定搜索到目的地址的最大跳数。

●-jhost-list沿着host-list指定的主机列表释放源路由。

●-wtimeout用timeout指定超时时间间隔（单位：

ms）。

●Target_name目标主机。

项目4　Netstat

Netstat可运行于Windows系列操作系统的DOS命令状态。

用于显示有关统计信息和当前的TCP/IP网络连接情况，用户或网络管理人员可以得到非常详细的统计结果。

（1）功能

netstat命令是一个监控TCP/IP网络的实用工具，它可以显示实际的网络连接以及每一个网络接口设备的状态信息。

（2）命令格式

netstat[-a][-e][-n][-s][-pproto][-r]

（3）参数说明

●-a显示主机所有连接和监听的端口号。

●-e显示以太网统计信息。

●-n以数据表格形式显示地址和端口信息。

●-s显示各协议（TCP，UDP，ICMP，IP等）的使用状态。

●-pproto显示proto指定的协议的具体使用信息。

●-r显示路由信息。

项目5　Arp

（1）功能

arp命令可以用来查看指定（本地或其他）计算机的ARP高速缓存中的当前内容。

当要使用到其他计算机时，一般应先使用ping命令查看计算机的连通性。

（2）命令格式

arp–sinet-addreth-addr[if-addr]

arp–dinet-addr[if-addr]

arp–s[inet-addr][-Nif-addr]

（3）参数说明

●inet-addrIP地址

●eth-addr物理地址

●-a显示指定主机ARP高速缓存中的当前内容——IP地址和物理地址的对应关系。

●-d清除ARP高速缓存中的当前内容。

●-s人工向ARP高速缓存中写入内容。

实验三路由器的基本配置

【实验目的】

（1）熟悉路由器的接口及接线方法，弄清每个指示灯的含义；

（2）了解网关和路由器的基本作用；

（3）了解组建一个IP网络需要配置的网络信息；

【实验任务】

完成对路由器的基本设置，利用路由器建立一个局域网，包括：

（1）超级终端协议的设置及路由器的启动

（2）路由器的命令模式设置，

（3）路由器端口的基本配置及console口、AUX端口、Telnet口令

【实验器材】

每组4人，每组四计算机及四台路由器，Windows2000/XP、双绞线若干。

【计划学时】

4学时

一.实验准备

（1）根据要求设计实验网络的拓扑结构。

（2）收集要用到的路由器配置命令。

（3）设计路由器配置及的详细步骤。

（4）设计路由器配置检查的详细步骤。

二.实验项目

项目1　超级终端协议的设置及路由器的启动

（1）控制线的连接及超级终端协议的设置

连接反转线的一头连到路由器的console，另一端通过RJ45-DB9转发器（图3.1.1，图3.1.2，图3.1.3）连接到PC的COM口（图3.2.1，图3.2.2，图3.2.3）。

　图3.1.1RJ45-DB9转发器　图3.1.2　DB9接口图3.1.3　RJ45接口　

图3.2.1PC-COM口　　　　　图3.2.2转发器－COM接口　　图3.2.3Console线-转发器

（2）用PC建立一个超级终端（图3.3）

打开计算机和路由器的电源，本地PC执行下列命令：

开始　→　程序　→　附件　→　通信　→　超级终端

图3.3建立超级终端

（3）命名一个新连接ahu（图3.4）

图3.4　命名新连接

（4）选择“直接连接到串口1”选项，指定PC的连接端口为COM1（图3.5）

图3.5　指定连接端口

（5）设置COM1属性（图3.6）。

图3.6　COM1属性

设置终端通信参数：

通信速率9600b/s,8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，无流量控制。

（6）启动路由器

如果路由器电源已打开，则击“Enter”键，路由器上应该显示IOS启动的信息,进入一般用户模式（图3.7）。

图3.7一般用户模式

如果路由器是第一次上电，自动执行Setup命令，以交互方式提示用户配置路由器最初启动所必须的参数，包括路由器主机名、特权用户口令、SNMP、IP、IPX、桥、各端口的IP地址等，具体设置方法如下：

enterhostname［LAB］　//配置路由器名称

enterenablepassword//配置特权用户口令

configureSNMPNetworkManagement?

［yes］//配置网管

communitystring:

：

public

configureIP［Yes］//配置IP

configureIPX[no]//配置IPX

configurebridge［yes］//配置桥

configureinterfaceEthernet0

//配置以太网口，逐步输入网络端口正确的IP地址和子网掩码

configureIPXonthisinterface？

［no］//配置IPX网络号

configurebridgeonthisinterface？

［yes］//配置桥

configureinterfaceSerial？

　//配置串口P地址和子网掩码.

注意：

不建议使用setup模式，在上面第一行提示出现时，只要CTRL＋C就可以进入一般用户模式。

否则检查路由器的CONSOLE端口、PC的COM1端口是否正常连接。

关闭一个连接：

超级终端会话中选择“文件”→　“退出”,单击“是”,　确认断开一个会话。

在断开会话前，系统提示是否保存会话“ahu”，单击“是”,　确认保存名字为“ahu”的会话连接（图3.8）。

图3.8　保存会话

若要打开已有的会话“ahu”,可在超级终端会话中选择“文件”→“打开”，双击会话名“ahu”。

中止一个会话：

首先关闭超级终端，再关路由器。

项目2　路由器的命令模式设置

路由器的配置需要使用路由器IOS提供的命令进行。

路由器的配置命令有多种模式，不同模式配置的参数不同，执行的命令不同。

以下是Cisco路由器的4种主要命令模式：

用户模式（usermode）、特权模式（privilegedmode）、全局配置模式（configurationmode）、接口配置模式（interfaceconfiguration）。

（1）用户模式

从Console控制口、AUX端口、Telnet进入路由器时，首先进入的就是用户模式。

在用户模式模式下，用户只能运行少数的命令，查看路由器的当前状态，无法做任何的配置,要配置路由器，必须转入特权模式。

用户模式与特权模式的转换命令（图3.9）

图3.9用户模式与特权模式的转换

在没有进行任何配置的情况下，用户模式默认的提示符为：

Router>

例3.1Router>showinterface

查看端口信息。

图3.10-3.13显示锐捷2601路由器的所有端口信息

　图3.10端口FastEthernet0

图3.11　端口FastEthernet1

图3.12　端口Serial0

图3.13　端口Serial1

例3.2　查看路由表信息

Router>showiproute

查看路由表信息。

图3.14显示IP路由表。

图3.14