计算机网络清华大学第四版实验报告.docx

1、计算机网络清华大学第四版实验报告 理学院School of Science计算机网络实验报告学生姓名：学生学号：所在专业：电子信息科学与技术所在班级：实验一1.7.1 综合技巧练习 - Packet Tracer 简介实验目的 研究 Packet Tracer 实时模式 研究逻辑工作空间 研究 Packet Tracer 的运行 连接设备 检查设备配置 查看标准实验设置 设备概述实验背景在整个课程中，将采用实际 PC、服务器、路由器和交换机组成的标准实验配置来学习网络概念。此方法提供最广泛的功能和最真实的体验。由于设备和时间有限，因此还会通过模拟环境来强化这种体验。本课程使用的模拟程序是 Pa

2、cket Tracer。Packet Tracer 提供一组丰富的协议、设备和功能，但只有一部分部分功能可以用真正的设备实现。Packet Tracer 只是一种辅助补充体验，而不是要取代操作真实设备的体验。建议您将从 Packet Tracer 网络模型获取的结果与实际设备的行为进行比较。同时也建议查看 Packet Tracer 中的帮助文件，其中包含大量“My First PT Lab（我的首个 Packet Tracer 实验）”、教程，以及使用 Packet Tracer 创建网络模型的优点和局限性等相关信息。实验任务任务 1：学习 PT 界面步骤 1 逻辑工作空间当 Packet

3、Tracer 启动时，将会以实时模式显示网络的逻辑视图。PT 界面的主要部分是逻辑工作空间。这是一个大区域，用于放置和连接设备。步骤 2 符号导航PT 界面的左下部分（黄色条下方）是界面中用于选择设备以及将设备放入逻辑工作空间的部分。左下部分第一个框中包含代表设备组的符号。在这些符号上移动鼠标指针时，设备组的名称将显示在中间的文本框中。当您单击这些符号的其中一个时，组中的特定设备就会显示在右边的框中。当您指向具体设备时，该设备说明就会显示在以下具体设备的文本框中。单击每个组，了解可用的各种设备及其符号。任务 2：了解 PT 的运行步骤 1 -使用自动连接方式连接设备单击连接组符号。特定的连接符

4、号提供可用于连接设备的不同电缆类型。第一种特定的类型是金色的闪电，用于自动根据设备可用的接口选择连接类型。当您单击此符号时，鼠标指针的形状就像一个电缆连接器。要连接两台设备，请依次单击自动连接符号、第一台设备和第二台设备。使用自动连接符号建立以下连接： 将 Eagle Server 连接到 R1-ISP 路由器。 将 PC-PT 1A 连接到 S1-Central 交换机。实验例图步骤 2 -使用鼠标指针查看设备配置将鼠标指针放在逻辑工作空间内的设备上。在这些符号上移动鼠标指针时，设备配置将显示在文本框中。1. 路由器将显示端口配置信息，包括 IP 地址、端口状态和 MAC 地址。2. 服务器

5、将显示 IP 地址、MAC 地址和网关信息。3. 交换机将显示端口配置信息，包括 IP 地址、 MAC 地址、端口状态和 VLAN 成员资格。4. 将显示 IP 地址、MAC 地址和网关信息。步骤 3 -检查设备配置用鼠标点击逻辑工作空间内的每种设备类型便可查看设备配置。1. 路由器和交换机设备包含三个选项卡，分别是 Physical（物理）、Config（配置）和 CLI（命令行界面）。Physical（物理）选项卡显示设备的物理组件，例如模块。此选项卡还可以添加新模块。Config（配置）选项卡显示一般配置信息，例如设备名称。o CLI 选项卡让用户使用命令行界面配置设备。2. 服务器和集

6、线器设备包含两个选项卡，分别是 Physical（物理）和 Config（配置）。o Physical（物理）选项卡显示设备的组件，例如端口。此选项卡还可以添加新模块。o Config（配置）选项卡显示一般信息，例如设备名称。3. PC 设备包含三个选项卡，分别是 Physical（物理）、Config（配置）和 Desktop（桌面）。o Physical（物理）选项卡显示设备的组件。此选项卡还可以添加新模块。o Config（配置）选项卡显示设备名称、IP 地址、子网掩码、DNS 和网关信息。o Desktop（桌面）选项卡可用于配置 IP 地址、子网掩码、默认网关、DNS 服务器、拨号和

7、无线。使用 Desktop（桌面）选项卡还可以访问终端仿真程序、命令提示符和模拟的 Web 浏览器。任务 3：查看标准实验设置步骤 1 -设备概述标准实验设置包括两台路由器、一台交换机、一台服务器和两台 PC，其中每台 设备都会预配置设备名称、IP 地址、网关和连接等信息。2.2.4 网络表示方式实验目的 学习 PT 界面 找到用于在逻辑工作空间中放置设备符号的主要组件 研究可放入逻辑工作空间的设备及其符号 放置并连接设备 添加设备符号到逻辑工作空间 使用自动连接方式连接逻辑工作空间中的设备实验简介Packet Tracer 是一个网络模拟程序，可用于创建模拟网络、配置网络中的设备、测试网络以

8、及研究网络中的通信。在 Packet Tracer 中创建模拟网络的第一步是将设备放入逻辑工作空间并且连接到一起。Packet Tracer 使用的符号与整个课程中使用的符号相同。请将 PT 中的图标与符号列表中的符号对应起来。实验任务步骤 1. 逻辑工作空间当 Packet Tracer 启动时，将会以实时模式显示网络的逻辑视图。PT 界面的主要部分是逻辑工作空间。 这是一个大的空白区域，用于放置和连接设备。步骤 2. 设备符号PT 界面的左下部分（黄色条下方）是界面中用于选择设备以及将设备放入逻辑工作空间的部分。左下部分第一个框中包含代表设备组的符号。在这些符号上移动鼠标指针时，设备组的名

9、称将显示在中间的文本框中。当您单击这些符号的其中一个时，组中的特定设备就会显示在右边的框中。当您指向具体设备时，该设备说明就会显示在以下具体设备的文本框中。单击每个组，了解可用的各种设备及其符号。任务 2：添加设备到逻辑工作空间步骤 1. 选择并放置设备要添加设备到逻辑工作空间，请单击特定设备符号，指向逻辑工作空间中要放置该设备的位置（指针形状将变成十字准线），然后单击鼠标。找到以下设备，并在工作空间中从左到右水平放成一排，各设备间的距离约为一英寸： 一台服务器 一台 2960 交换机 一台 1841 路由器 一台集线器 一部 IP 电话 一台 PC实验例图步骤 2. 使用自动连接方式连接设备

10、单击连接组符号。特定的连接符号提供可用于连接设备的不同电缆类型。第一种特定的类型是金色的闪电，用于自动根据设备的可用接口选择连接类型。当您单击此符号时，鼠标指针的形状就像一个电缆连接器。要连接两台设备，请依次单击自动连接符号、第一台设备和第二台设备。从服务器开始，使用自动连接符号将每台设备连接到其右边的设备。实验例图步骤 3. Packet Tracer 评分Packet Tracer 练习可以配置为对您的工作评分。要检查您的配置，请单击下面的Check Results（检查结果）按钮。2.4.8 在 Packet Tracer 中使用 TCP-IP 协议和 OSI 模型实验目的 学习 PT

11、如何使用 OSI 模型和 TCP/IP 协议。 研究数据包的内容和处理实验简介在 Packet Tracer 的模拟模式中，可以看到有关数据包及其如何被网络设备处理的详细信息。常见的 TCP/IP 协议在 Packet Tracer 中都有建模型，包括 DNS、HTTP、TFTP、DHCP、Telnet、TCP、UDP、ICMP 和 IP。网络设备如何使用这些协议创建和处理数据包，在 Packet Tracer 中是通过 OSI 模型表示方法显示的。协议数据单元简称为 PDU，是对传输层的数据段、网络层的数据包和数据链路层中的帧的通用描述。实验任务任务 1：学习 PT 界面步骤 1. 查看帮助

12、文件和教程从下拉菜单中选择Help（帮助）-Contents（内容）。将会打开一个网页。从左边的帧中选择Operating Modes（操作模式）-Simulation Mode（模拟模式）。如果还不熟悉模拟模式，请阅读相关说明。步骤 2. 从实时模式切换到模拟模式在 PT 界面右下方的远端可以切换实时模式和模拟模式。PT 始终以实时模式启动，在此模式中，网络协议采用实际时间运行。不过，Packet Tracer 的强大功能在于它可以让用户切换到模拟模式来“停止时间”。在模拟模式中，数据包显示成动画信封，时间由事件驱动，而用户可以逐步查看网络事件。单击Simulation（模拟）模式。任务 2

13、：研究数据包的内容和处理步骤 1. 创建数据包并访问 PDU 信息窗口单击 Web 客户端 PC。选择Desktop（桌面）选项卡。打开Web 浏览器。在浏览器中输入 Web 服务器的 IP 地址 192.168.1.254。单击Go（转到）将会发出 Web 服务器请求。最小化 Web 客户端配置窗口。由于时间在模拟模式中是由事件驱动的，所以您必须使用Capture/Forward（捕获/转发）按钮来显示网络事件。 将会显示两个数据包，其中一个的旁边有眼睛图标。这表示该数据包在逻辑拓扑中显示为信封。在Event List（事件列表）中找到第一个数据包，然后单击Info（信息）列中的彩色正方形。

14、步骤 2. 研究OSI 模型视图中的设备算法单击事件列表中数据包的 Info（信息）正方形（或者单击逻辑拓扑中显示的数据包信封）时，将会打开PDU Information（PDU 信息）窗口。OSI 模型将组织此窗口。在我们查看的第一个数据包中，请注意 HTTP 请求（在第 7 层）是先后在第 4、3、2、1 层连续封装的。如果单击这些层，将会显示设备（本例中为 PC）使用的算法。查看各个层的变化 这将是大部分剩余课程的主题。步骤 3. 入站和出站 PDU打开 PDU Information（PDU 信息）窗口时，默认显示OSI Model（OSI 模型）视图。此时单击Outbound PDU

15、 Details（出站 PDU 详细数据）选项卡。向下滚动到此窗口的底部。您将会看到 HTTP（启动这一系列事件的网页请求）在 TCP 数据段中封装成数据，然后依次封装到 IP 数据包和以太网帧，最后作为比特在介质中传输。如果某设备是参与一系列事件的第一台设备，该设备的数据包只有Outbound PDU Details（出站 PDU 详细数据）选项卡；如果是参与一系列事件的最后一台设备，该设备的数据包只有Inbound PDUDetails（入站 PDU 详细数据）选项卡。一般而言，您将会看到出站和入站 PDU 详细数据，从而了解 Packet Tracer 如何为该设备建模的详细信息。步骤

16、4. 数据包跟踪：数据包流动的动画第一次运行数据包动画时，实际上是在捕获数据包，就像在协议嗅探器中一样。因此，Capture/Forward（捕获/转发）按钮意味着一次“捕获”一组事件。逐步运行网页请求。请注意，只会显示 HTTP 相关数据包；而其它协议（如 TCP 和 ARP）也有数据包，但不会显示。在数据包捕获过程中的任何时间，都可以打开PDU Information（PDU 信息）窗口。播放整个动画，直到显示 No More Events（没有更多事件）消息。尝试此数据包跟踪过程 - 重新播放动画、查看数据包、预测下一步即将发生的事件，然后核实您的预测。实验二实验二7.5.1 研究第 2

17、 层帧头实验目的研究网络运行模拟实验简介当 IP 数据包通过网间时，可封装在许多不同的第 2 层帧中。Packet Tracer 支持以太网、Cisco 的私有 HDLC、基于 PPP 的 IETF 标准以及第 2 层的帧中继。当数据包在路由器之间传送时，第 2 层帧将会解封，而数据包将封装在出站接口的第 2 层帧中。本练习将跟踪网间的 IP 数据包，研究不同的第 2 层封装。实验任务任务 1：研究网络步骤 1. 研究路由器之间的链路PC1 通过四个路由器连接到 PC2。这些路由器之间的三条链路各自使用不同的第 2 层封装。Cisco1 与 Cisco2 之间的链路使用 Cisco 的私有 H

18、DLC；Cisco2 与 Brand X 之间的链路使用基于 PPP 的 IETF 标准，因为 Brand X 不是 Cisco 路由器；Brand X 与 Cisco3 之间的链路使用帧中继通过服务提供商网络，以降低成本（与使用专用链路相比）。步骤 2. 在实时模式中验证连通性从 PC1 的Command Prompt（命令提示符）ping PC2 的 IP 地址。使用命令ping 192.168.5.2。如果 ping 超时，请重复该命令直至其成功。可能需要尝试多次才能覆盖网络。实验例图任务 2：运行模拟步骤 1. 开始模拟进入模拟模式。PC1 的 PDU 是发往 PC2 的 ICMP 回

19、应请求。单击两次 Capture/Forward（捕获/转发）按钮直到 PDU 到达路由器 Cisco1。实验例图步骤 2. 研究第 2 层封装单击路由器 Cisco1 上的 PDU。将会打开 PDU Information（PDU 信息）窗口。单击 Inbound PDU Details（入站 PDU 详细数据）选项卡。入站第 2 层封装是以太网 II，因为帧来自 LAN。单击 Outbound PDU Details（出站 PDU 详细数据）选项卡。出站第 2 层封装是 HDLC，因为帧要发送到路由器 Cisco2。再次单击 Capture/Forward（捕获/转发）按钮。重复此过程，因

20、为 PDU 将沿着通往 PC2 的路径到达每个路由器。要注意第 2 层封装在每一跳的变化。另请注意，已封装的 IP 数据包不会改变。实验例图9.6.2 从集线器到交换机实验目的观察集线器的运行观察交换机的运行观察交换机的无冲突运行实验简介集线器是一种简单的第 1 层设备，用于连接其它设备。当集线器的任何端口收到帧时，都会将该帧从所有其它端口转发出去。交换机在第 2 层运行，获取每个端口连接的设备的物理地址，并将此信息存储在其地址表中。如果交换机收到的帧的目的设备物理地址不在其地址表中，它只会将该帧从该设备上打开的端口发送出去。本练习将会比较集线器的运行与交换机的运行。如果交换机链路指示灯在从琥

21、珀色变为绿色时出现延迟，请在实时与模拟模式之间切换 3 或 4 次，这样可以加速此过程。任务 1：观察集线器的运行。步骤 1. 进入模拟模式。切换到模拟模式。步骤 2. 设置事件列表过滤器。我们只需要捕获 ARP 和 ICMP 事件。在Event List Filters（事件列表过滤器）区域，确认只显示 ARP 和 ICMP 事件。步骤 3. 从 PC1 Ping PC6。使用Add Simple PDU（添加简单 PDU）（闭合的信封）从 PC1 发送单一 ping 到 PC6。单击 PC1（源），然后单击 PC6（目的）。Event List（事件列表）中将会显示两个事件：一个 ICMP

22、 回应请求和一个 ARP 请求，用以获取 PC6 的 MAC 地址。单击Info（信息）列中的彩色框以检查这些事件。步骤 4. 逐步运行模拟。再次单击Capture/Forward（捕获/转发）按钮，打开数据包以便研究过程中每个步骤的数据包。注意集线器如何处理广播 ARP 请求、单播 ARP 回复、单播 ICMP 回应请求和应答。任务 2：观察交换机的运行。步骤 1. 清除模拟。使用Delete（删除）按钮删除场景 0，以清除模拟。步骤 2. 从 PC7 Ping PC12。使用Add Simple PDU（添加简单 PDU）（闭合的信封）从 PC7 发送单一 ping 到 PC12。单击 P

23、C7（源），然后单击 PC12（目的）。Event List（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 PC12 的 MAC 地址。单击Info（信息）列中的彩色框以检查这些事件。步骤 3. 逐步运行模拟。再次单击Capture/Forward（捕获/转发）按钮，打开数据包以便研究过程中每个步骤的数据包。注意交换机如何处理广播 ARP 请求、单播 ARP 回复、单播 ICMP 回应请求和应答。任务 3：观察交换机的无冲突运行。在练习 9.4.2 中，我们了解到，在使用集线器构建的 LAN 中，由于冲突，每次只能在 PC 之间发送一个交换。我们将通过交

24、换机同时发送三个请求。步骤 1. 重置模拟。单击Reset Simulation（重置模拟）按钮重置模拟。步骤 2. 同时在多台 PC 之间执行 ping。使用Add Simple PDU（添加简单 PDU）（闭合的信封）从 PC8 添加单一 ping 到 PC11。单击 PC8（源），然后单击 PC11（目的）。在 PC9 与 PC10 执行同样的操作。Event List（事件列表）中将会再显示四个事件：两个 ICMP 回应请求和两个 ARP 请求，用以获取 PC11 和 PC 10 的 MAC 地址。单击Info（信息）列中的彩色框以检查这些事件。步骤 3. 逐步运行模拟。再次单击Cap

25、ture/Forward（捕获/转发）按钮，打开数据包以便研究过程中每个步骤的数据包。注意交换机如何在不产生冲突的情况下处理流量。10.2.3 使用不同类型的介质连接设备实验目的a) 检查路由器的配置b) 查看路由器配置c) 记录活动的端口d) 连接设备e) 使用正确类型的介质连接设备f) 验证连通性实验简介在实验环境中使用实际设备和实际介质布线时，必须选择正确的介质类型，通过正确的端口连接设备。在许多情况下，不同的电缆使用相同的连接器类型，很容易出现错误类型的电缆连接到错误端口的情况，可能损坏设备。在 Packet Tracer 中，您可能会选择不同类型的介质来连接设备，由于连接器相同，您可

26、能会将其插入错误的端口。本练习代表一种常用的两台路由器实验设置，其中配置了所有设备。我们将检查设备配置，选择正确的介质类型，连接设备，然后验证连通性。实验任务任务 1：检查路由器的配置步骤 1. 查看路由器配置。 单击两个路由器，使用 Config（配置）选项卡检查配置。步骤 2. 记录活动的端口。路由器有许多接口，但并非所有接口都在使用中。查看所有路由器接口的配置。对于每个路由器，要记录端口状态为打开、配置了 IP 信息的接口，对于串行接口，要记录设置了时钟速度的接口。任务 2：连接设备步骤 1. 使用正确类型的介质连接设备。交换机和集线器的端口具有交叉功能，可以使用直通铜缆连接 PC 或路

27、由器到交换机。使用直通铜缆将 Router1 的接口 FastEthernet0/0 连接到交换机的接口 FastEthernet0/1，并且将 PC1 的接口 FastEthernet 连接到交换机的接口 FastEthernet0/2。PC 可以使用交叉铜缆直接连接到路由器。使用交叉铜缆将 Router2 的接口 FastEthernet0/0 连接到 PC2 的接口 FastEthernet。在 Packet Tracer 中，我们可以单击路由器来查看其配置。在实验环境中，第一次配置路由器通过控制台端口进行。控制台端口是使用全反电缆连接到 PC 的 RJ-45 端口，该全反电缆一端为 R

28、J-45 插头，另一端为 9 引脚 D 连接器，连接到 PC 的串行 RS-232 端口。在 Packet Tracer，此电缆标识为控制台电缆。使用控制台电缆将 PC1 的 RS-232 端口连接到 Router1 的控制台端口， 并且将 PC2 的 RS-232 端口连接到 Router2 的控制台端口。两个地点之间的专用租用线路包含连接到 CSU/DSU 或调制解调器等 DCE（数据通信设备）的 DTE（数据终端设备），例如路由器。DCE 连接到服务提供商的本地回路。DCE 为同步串行通信提供时钟信号。在实验环境或 Packet Tracer 中，使用串行交叉电缆来模拟这种连接。一个路由

29、器配置为在其串行接口提供时钟信号，而电缆的 DCE 端连接到该接口。我们将 Router1 的接口 Serial0/0/0（已配置为提供时钟信号）连接到 Router2 的接口 Serial0/0/0。选择串行 DCE 电缆。您单击的第一台设备将会连接到电缆的 DCE 端。将 Router1 的接口 Serial0/0/0 连接到 Router2 的接口 Serial0/0/0。步骤 2. 验证连通性从 PC1 的 Desktop（桌面）打开命令提示符窗口，然后发出命令 ping 192.168.3.2 - PC2 的 IP 地址。如果 ping 失败，请检查连接并排除故障，直到 ping 成

30、功为止。单击 Check Results（检查结果）按钮检查配置。实验三5.6.1 综合技巧练习 - 路由 IP 数据包实验目的a) 使用 GUI 配置路由器界面b) 分析路由表c) 使用 GUI 配置静态路由。d) 分析 IP 数据包的路由。实验简介在整个课程中，您都将使用标准实验室设置来学习网络概念，此标准实验设置是使用实际的 PC、服务器、路由器和交换机创建的。每章结束时，您在 Packet Tracer 中建立的此拓扑结构都将逐步扩大，而且分析的协议交互的复杂性也会逐步提高。您已经学习了各种应用协议，例如 DNS、HTTP、TFTP、DHCP 和 Telnet，以及两个传输层协议：TC

31、P 和 UDP。您可能已经注意到，无论涉及的是哪种应用协议和传输协议，在Inbound PDU Details（入站 PDU 详细数据）和Outbound PDU Details（出站 PDU 详细数据）视图中，它们都始终封装在 IP 数据包中。本练习将研究 Internet 协议 - 最主要的 Internet 网络层协议 - 在简单的 IP 路由示例环境中如何运行。实验任务任务 1：配置路由器界面局域网有问题：PC-PT 1A 无法与 Eagle Server 通信（这已在实时模式中通过 ping Eagle Server IP 地址 192.168.254.254 得到确认）。可能是路由器有问题。将鼠标指针置于 R2-Central 路由器上，注意 Fa0/0 接口（用于连接 S1-Central）的状况。此接口必须有 IP 地址和子网掩码，并且必须打开才能充当 LAN 的默认网关。 单击路由器 R2-Central，转到Config（配置）选项卡。在课程结尾处，您将会学习如何使用