襄樊学院计算机网络实验报告.docx
《襄樊学院计算机网络实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《襄樊学院计算机网络实验报告.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
襄樊学院计算机网络实验报告
实验一、以太网帧的构成（4学时），拓扑结构一
实验二、网际协议IP（4学时），拓扑结构一
实验三、传输控制协议TCP（4学时），拓扑结构一
实验四、动态主机配置协议DHCP（2学时），拓扑结构一
实验五、域名服务协议DNS（2学时），拓扑结构一
实验六、应用层协议-1：
超文本传输协议HTTP
实验一以太网帧的构成
一、实验目的
1.掌握以太网的报文格式
2.掌握MAC地址的作用
3.掌握MAC广播地址的作用
4.掌握LLC帧报文格式
5.掌握仿真编辑器和协议分析器的使用方法
二、实验原理
（一）、两种不同的MAC帧格式
常用的以太网MAC帧格式有两种标准，一种是DIXEthernetV2标准；另一种是IEEE的802.3标准。
目前MAC帧最常用的是以太网V2的格式。
下图画出了两种不同的MAC帧格式。
（二）、MAC层的硬件地址
1、在局域网中，硬件地址又称物理地址或MAC地址，它是数据帧在MAC层传输的一个非常重要的标识符。
2、网卡从网络上收到一个MAC帧后，首先检查其MAC地址，如果是发往本站的帧就收下；否则就将此帧丢弃。
这里“发往本站的帧”包括以下三种帧：
单播（unicast）帧（一对一），即一个站点发送给另一个站点的帧。
广播（broadcast）帧（一对全体），即发送给所有站点的帧（全1地址）。
多播（multicast）帧（一对多），即发送给一部分站点的帧。
3、网络结构
四、实验步骤
练习一：
编辑并发送LLC帧
本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。
现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。
1、主机A启动仿真编辑器，并编写一个LLC帧。
目的MAC地址:
主机B的MAC地址。
源MAC地址：
主机A的MAC地址。
协议类型和数据长度：
可以填写001F。
类型和长度：
可以填写001F。
控制字段：
填写02。
2、用户定义数据/数据字段：
AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDDD。
3、主机B重新开始捕获数据。
4、主机A发送编辑好的LLC帧。
主机B停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的LLC帧，并分析该帧内容。
·记录实验结果。
帧类型
发送序号N（S）
接受序号N（R）
LLC
....00..
000.....
·简述“类型和长度”字段的两种含义。
简述：
类型是网络适配器向网络发送数据所使用的格式。
字长是电脑技术中对CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数。
所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。
同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。
5、将第1步中主机A已编辑好的数据帧修改为“未编号帧”，重做第2、3、4步。
练习二：
编辑并发送MAC广播帧
1、主机E启动仿真编辑器。
2、主机E编辑一个MAC帧，
目的MAC地址：
FFFFFF-FFFFFF。
源MAC地址：
主机E的MAC地址。
协议类型或数据长度：
大于0x0600。
数据字段：
编辑长度在46—1500字节之间的数据。
3、主机A、B、C、D、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（源MAC地址为主机E的MAC地址）。
4、主机E发送已编辑好的数据帧。
5、主机A、B、C、D、F上停止捕获数据，察看捕获到的数据中是否含有主机E所发送的数据帧。
结合练习二的实验结果，简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。
简述：
FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址表明这是一个广播帧（一对多），即这个帧是发送给这个局域网中的每一个站点的帧。
练习三：
领略真实的MAC帧
本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。
现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。
1、主机B启动协议分析器，新建捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ICMP协议）。
2、主机Aping主机B；察看主机B协议分析器捕获的数据包，分析MAC帧格式。
3、将主机B的过滤器恢复为默认状态。
4、将主机B、D、F的过滤器恢复为默认状态。
练习四：
理解MAC地址的作用
1、主机B、D、E、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（源MAC地址为主机A的MAC地址）。
2、主机Aping主机C。
3、主机B、D、E、F上停止捕获数据，在捕获的数据中查找主机A所发送的数据帧，并分析该帧内容。
本机MAC地址
报文源MAC地址
报文目的MAC地址
是否收到，为什么
主机B
001E90-81CAC3
001E90-862097
001E90-881193
是
主机D
001E90-86104F
001E90-862097
001E90-881193
是
主机E
001E90-8620BC
001E90-862097
001E90-881193
是
主机F
001E90-882784
001E90-862097
001E90-881193
是
记录实验结果:
五、实验总结与心得
通过本次实验，我了解了以太网的报文格式、MAC地址的作用、MAC广播地址的作用、LLC帧报文格式以及仿真编辑器、协议分析器的使用方法。
我认为这为我以后做好后面的几个实验做好了一定的准备。
另外，由于我本身知识点的局限性，我认为还有需要知识点要加强巩固，所以操作起来会比较笨拙刻板，做到真正的理论与实践相结合最好。
实验二网际协议IP
1、实验目的
1.掌握IP数据报的报文格式
2.掌握IP校验和计算方法
3.掌握子网掩码和路由转发
4.理解特殊IP地址的含义
5.理解IP分片过程
2、实验原理
（一）IP报文格式
IP数据报是由IP首部加数据组成的。
IP首部的最大长度不超过60字节。
IP数据报文格式如下图所示:
4位版本
4位首部长度
8位服务类型
16位总长度（字节数）
16位标识
3位标志
13位片偏移
8位生存时间
8位协议类型
16位首部检验和
32位源IP地址
32位目的IP地址
选项（如果有）
数据
（二）IP分片
链路层具有最大传输单元（MTU）这个特性，它限制了数据帧的最大长度。
不同的网络类型都有一个上限值。
以太网通常是1500字节。
如果IP层有数据包要传输，而数据包的长度超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片操作。
使每一片长度都小于MTU。
IP首部中“16位标识”、“3位标志”和“13位片偏移”包含了分片和重组所需的信息。
另外，当数据被分片后，每个片的“16位总长度”值要改为该片的长度值。
（三）IP路由表
大部分网络层设备都存储着一张记录路由信息的表格，称为路由表。
它由许多条项目组成。
网络层设备收到数据报后，根据其目的IP地址查找路由表确定数据报传输的最佳路径（下一跳）。
然后利用网络层的协议重新封装数据报，利用下层提供的服务把数据报转发出去。
路由表的项目一般含有五个基本字段：
目的地址、网络掩码、下一跳地址、接口、度量。
路由表按如下顺序匹配：
直接交付->特定主机交付->特定网络交付->默认交付。
（四）路由选择过程
路由选择模块从IP处理模块接收到IP分组后，使用该分组的目的IP地址同路由表中的每一个项目按特定的顺序（按照前面介绍的“路由表匹配顺序”）查找匹配项，当找到第一个匹配项后就不再继续寻找了，这样就完成了路由选择过程。
匹配路由表项的方法是将IP地址与路由表中的一个项目的“子网掩码”进行按位“与”操作，然后判断运算结果是否等于该项目的“目的地址”，如果等于，则匹配成功，否则，匹配失败。
路由选择模块的工作过程如图
3、实验步骤
主机B启动静态路由服务（方法：
在命令行方式下，输入“staticroute_config”）。
按照拓扑结构图连接网络，使用拓扑验证检查连接的正确性。
练习一：
编辑并发送IP数据报
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172.16.1.1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。
生存时间:
128。
源IP地址:
主机A的IP地址（172.16.1.2）。
目的IP地址:
主机E的IP地址（172.16.0.2）。
校验和：
在其他所有字段填充完毕后计算并填充。
IP在计算校验和时包括那些内容？
【说明】先使用仿真编辑器的“手动计算”校验和，再使用仿真编辑器的“自动计算”校验和，将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。
IP在计算校验和时包括哪些内容？
答IP的首部检验和只检验数据报的首部，但不包括数据部分。
2、在主机B（两块网卡分别打开两个捕获窗口）、E上启动协议分析器，设置过滤条件（提取IP协议），开始捕获。
3、主机A发送第1步中编辑好的报文。
4、主机B、E停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的数据报，并回答以下问题：
第1步中主机A所编辑的报文，经过主机B到达主机E后，报文数据是否发生变化？
若发生变化，记录变化的字段，并简述发生变化的原因。
答发生了变化，因为它们不再一个子网上。
5、将第2步中主机A所编辑的报文的“生存时间”设置为1。
重新计算校验和。
6、主机B、E重新开始捕获数据。
7、主机A发送第5步中编辑好的报文。
8、主机B、E停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的数据报，并回答以下问题：
·主机B、E是否能捕获到主机A所发送的报文？
简述产生这种现象的原因。
答主机B能，主机E不能，因为此报文的生存时间太短，致使主机E无法捕获到此报文。
4、实验总结与心得
通过这次实验，我了解了关于IP的一些知识，比如IP数据报的报文格式、IP校验和计算方法、子网掩码和路由转发以及IP地址的定义，分片。
这都为我以后的学习打定了一定的基础。
实验三传输控制协议TCP
一实验目的
1.掌握TCP协议的报文格式
2.掌握TCP连接的建立和释放过程
3.掌握TCP数据传输中编号与确认的过程
4.掌握TCP协议校验和的计算方法
5.理解TCP重传机制
二实验原理
一.TCP报文格式
16位源端口号
16位目的端口号
32位序号
32位确认序号
4位首部长度
保留（6位）
U
R
G
A
C
K
P
S
H
R
S
T
S
Y
N
F
I
N
16位窗口大小
16位校验和
16位紧急指针
选项
数据
一.TCP报文格式
16位源端口号
16位目的端口号
32位序号
32位确认序号
4位首部长度
保留（6位）
U
R
G
A
C
K
P
S
H
R
S
T
S
Y
N
F
I
N
16位窗口大小
16位校验和
16位紧急指针
选项
数据
二.TCP连接的建立
TCP是面向连接的协议。
在面向连接的环境中，开始传输数据之前，在两个终端之间必须先建立一个连接。
对于一个要建立的连接，通信双方必须用彼此的初始化序列号seq和来自对方成功传输确认的应答号ack（指明希望收到的下一个八位组的编号）来同步，习惯上将同步信号写为SYN，应答信号写为ACK。
整个同步的过程称为三次握手。
三.TCP连接的释放
对于一个已经建立的连接，TCP使用四次握手来结束通话（使用一个带有FIN附加标记的报文段）。
四.TCP重传机制
TCP每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。
只要计时器设置的重传时间到期，但还没有收到确认，就要重传这一报文段。
三实验环境配置
该实验采用网络结构一
四实验步骤
练习一：
察看TCP连接的建立和释放
1.主机B、C、D启动协议分析器进行数据捕获,并设置过滤条件（提取TCP协议）。
2.主机A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C的IP地址；使用“端口扫描”获取主机C的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机C的一个TCP端口（大于1024）；点击“连接”按钮进行连接。
3.察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表
字段名称
报文1
报文2
报文3
SequenceNumber
4129430146
4129430156
4329430162
AcknowledgementNumber
1199522
1199522
1199522
ACK
1
1
1
SYN
0
0
0
TCP连接建立时，前两个报文的首部都有一个“maximumsegmentsize”字段，它的值是多少？
作用是什么？
结合IEEE802.3协议规定的以太网最大帧长度分析此数据是怎样得出的。
4.主机A断开与主机C的TCP连接。
5.察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表
字段名称
报文4
报文5
报文6
SequenceNumber
1199522
1199522
1199522
AcknowledgementNumber
4129430153
4129430162
4129430180
ACK
1
1
1
SYN
0
0
0
结合步骤3、5所填的表，理解TCP的三次握手建立连接和四次握手的释放连接过程，理解序号、确认号等字段在TCP可靠连接中所起的作用。
五实验总结及心得
做本次实验时，遇到了一些小小的问题，传送时只有一台电脑可以直接捕捉到。
所以就记下了这台能捕捉到报文的连接与断开时收到的字段。
感觉自己需要学习的东西太多。
实验四域名服务协议DNS
一实验目的
1.掌握DNS的报文格式
2.掌握DNS的工作原理
3.掌握DNS域名空间的分类
4.理解DNS高速缓存的作用
二实验原理
一、DNS报文格式
标识
标志
问题数
资源记录数
授权资源记录数
额外资源记录数
查询问题
回答（资源记录数可变）
授权（资源记录数可变）
额外信息（资源记录数可变）
2、Internet域名空间的分类
在Internet中，域名空间划分为三个部分：
类属域、国家域和反向域。
1.类属域：
按照主机的类属行为定义注册的主机。
类属域的顶级符号包括com、edu、gov、int、mil、net、org等。
2.国家域：
按照国家定义注册的主机。
国家域的顶级符号包括cn、us、zw等。
3.反向域：
把一个地址映射为名字。
三、DNS高速缓存
当服务器向另一个服务器请求映射并收到它的响应时，它会在把结果发送给客户之前，把这个信息存储在它的DNS高速缓存中。
若同一客户或另一个客户请求同样的映射，它就检查高速缓存并解析这个问题。
高速缓存减少了查询时间，提高了效率。
三实验环境配置
该实验采用网络结构一。
四实验步骤：
练习一：
Internet域名空间的分类
1类属域
将主机A、B的“首选DNS服务器”设置为公网DNS服务器，目的是能够访问因特网。
①主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取DNS协议）。
②主机A在命令行下运行“nslookupwww.python.org”命令。
③主机B停止捕获数据。
分析主机B捕获到的数据及主机A命令行返回的结果，回答以下问题：
∙“www.python.org”对应的的IP地址是什么？
∙82.94.164.162
∙“www.python.org”域名的顶级域名的含义是什么？
∙非营利性组织
2国家域
①主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取DNS协议）。
②主机A在命令行下运行“nslookup”命令。
③主机B停止捕获数据。
分析主机B捕获到的数据及主机A命令行返回的结果，回答以下问题：
∙“”对应的的IP地址是什么？
∙218.62.26.196
∙“”域名的顶级、二级、三级域名的含义是什么？
∙分别表示中国政府域名服务器
3反向域
①将主机A、B的“首选DNS服务器”设置为服务器的IP地址（172.16.0.10）。
②主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取DNS协议）。
③主机A在命令行下运行“nslookup172.16.0.10”命令。
④主机B停止捕获数据。
分析主机B捕获到的数据及主机A命令行返回的结果，回答以下问题：
172.16.0.10对应的域名是什么？
反向域的顶级、二级域名分别是什么反向域的顶级为.com（商业机构）二级域名为.sohu
五实验总结及心得
通过本次实验了解了DNS的报文形式以及工作原理，另外也了解了一些域名所代表的含义，以及一些网址的结构组成，一些以前看都看不懂的域名也有些了解了，很高兴，因为我认为这些东西在我们将来的生活中肯定是有用的。
实验五动态主机配置协议DHCP
一实验目的
1.掌握DHCP的报文格式
2.掌握DHCP的工作原理
二实验原理
1.DHCP报文格式
DHCP客户可以从一个状态转换到另一个状态，这取决于收到的报文和发送的报文（如下图所示：
）
DHCP服务器有两个数据库，第一个数据库静态绑定物理地址和IP地址；第二个数据库拥有可用的IP地址池，这使DHCP成为动态的。
当DHCP客户请求临时的IP地址时，DHCP服务器就查找可用IP地址池，然后在可协商的期间内指派有效的IP地址。
当DHCP客户向DHCP服务器发送请求时，服务器首先检查它的静态数据库。
若静态数据库存在所请求的物理地址项目，则返回这个客户的永久IP地址。
反之，若静态数据库中没有这个项目，服务器就从可用IP地址池中选择一个IP地址，并把这个地址指派给客户，然后把这个项目加到动态数据库中。
三实验环境配置
该实验采用网络结构一
四实验步骤：
练习一：
使用DHCP获取IP地址
本练习由每一位组员独自完成。
将主机B和主机E未用的网卡禁用。
1.记下本机的IP地址，在命令行方式下，输入下面的命令：
“netshinterfaceipsetaddressname=“本机可用网卡的接口名”source=dhcp”。
2.启动协议分析器捕获数据，并设置过滤条件（提取DHCP协议）。
3.在命令行方式下，输入命令“ipconfig–release”。
4.在命令行方式下，输入命令“ipconfig–renew”。
5.察看DHCP会话分析，填写下表。
报文序号
Bootrecordtype值
MessageType值
LeaseTime值（若有）
源IP地址
目的IP地址
1
1（Request）
DHCPDiscover
无
0.0.0.0
170.16.1.56
2
1（Request）
DHCPDiscover
无
0.0.0.0
169.254.38.92
3
1（Request）
DHCPDiscover
无
0.0.0.0
172.16.1.61
4
1（Request）
DHCPDiscover
无
0.0.0.0
169.254.201.11
思考问题
1.DHCP为何使用67、68两个熟知端口进行UDP通信？
答Bootp和DHCPUDP上的Bootp/DHCP：
通过DSL和cable-modem的防火墙常会看见大量发送到广播地址255.255.255.255的数据。
这些机器在向DHCP服务器请求一个地址分配。
Hacker常进入它们分配一个地址把自己作为局部路由器而发起大量的“中间人”（man-in-middle）攻击。
客户端向68端口（bootps）广播请求配置，服务器向67端口（bootpc）广播回应请求。
这种回应使用广播是因为客户端还不知道可以发送的IP地址系统服务名称：
DHCPServer应用协议协议端口DHCP服务器UDP67MADCAPUDP2535分布式文件系统“分布式文件系统（DFS）”服务管理分布在局域网（LAN）或广域网（WAN）上的逻辑卷，它对MicrosoftActiveDirectory目录服务SYSVOL共享是必需的。
DFS是将不同的文件共享集成为一个逻辑命名空间的分布式服务。
2、DHCP协议适合于什么情况下使用？
请举例说明。
答DHCP是动态主机分配协议，在一个局域网内部，每个主机都会有一个ip地址。
这个地址可以自己设定，也可以自动分配。
当局域网内部有大量的主机，那么给每台主机手动的自己分配ip地址是一件很繁琐的事情。
所以就有了DHCP这个服务，DHCP服务器会给局域网内部的每个主机自动分配一个ip地址，这样可以大大的减轻网管的工作量。
五实验总结及心得
通过本次实验，了解了实验的操作步骤，也认识到了自己薄弱的知识点，另外，这也培养了自己和队友的合作默契。
实验六、应用层协议-1：
超文本传输协议HTTP
一、实验目的
1.掌握HTTP的报文格式
2.掌握HTTP的工作原理
3.掌握HTTP常用方法
二、实验原理
（一）、HTTP报文格式
（二）.统一资源定位符URL
URL是对可以从Internet上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁表示，也是指明Internet上任何种类信息的标准。
它定义四种要素：
方法、主机、端口和路径（方法：
//主机：
端口/路径）。
方法：
用来读取文档的协议。
主机：
存放信息的计算机。
万维网页面通常存储在以“www”为起始别名的计算机中。
端口：
服务器应用程序的端口号。
路径：
信息所存放的路径名。
（ 三）、三.万维网工作过程
当服务器向另一个服务器请求映射并收到它的响应时，它会在把结果发送给客户之前，把这个信息存储在它的DNS高速缓存中。
若同一客户或另一个客户请求同样的映射，它就检查高速缓存并解析这个问题。
高速缓存减少了查询时间，提高了效率。
三、网络结构
四、实验步骤
练习一：
页面访问
1.主机A清空IE缓存。
2.主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取HTTP协议）。
3.主机A启动IE浏览器，在“地址”框中输入“http:
//172.16.0.10/experiment”，并连接。
4.主机B停止捕获数据，保存会话命令（方法：
会话交互视图\单击右键\保存会话命令菜单，保存为Http1.txt），分析捕获到的数据，并回答以下问题：
1.本练习使用HTTP协议的哪种方法？
简述这种方法的作
升级会员 