计算机网络实验指导书.docx

1、计算机网络实验指导书实验一 ARP协议分析实验一.实验目的理解IP地址与MAC地址的对应关系;理解ARP协议报文格式;理解ARP协议的工作原理与通信过程.二实验内容ARP请求报文与应答报文格式;同一子网内两台机器间的ARP协议的工作过程;不同子网上的两台机器间的ARP协议工作过程.三实验原理,方法和手段ARP请求报文与应答报文格式操作类型:1ARP 请求;2ARP 响应; 四实验条件(1)报文捕获工具Wireshark协议分析软件;(2)应用协议环境每个学生的PC机(安装Windows xp 操作系统)处于同一个LAN,另外有一个服务器如学校的WEB服务器处于另外一个网络.五实验步骤(1)同一

2、子网内两台机器间的ARP协议的工作过程主机A(IP地址为A.A.A.A)与主机B(IP地址为B.B.B.B)属于同一个子网;在主机A上的DOS命令提示符下运行arp d命令,清空主机A的ARP高速缓存; 在主机A上的DOS命令提示符下运行arp a命令,检查主机A的ARP高速缓存区,此时ARP缓存区应为空; 在主机A上的DOS命令提示符下运行:Ping B.B.B.B ,同时用抓包工具捕获A与B之间的数据通信报文,并做如下工作: 在捕获的报文中找出主机A和主机B之间通讯的ARP询问请求报文和应答报文; 分析ARP请求及应答报文的各字段,包括源,目的以太网地址,源,目的IP地址,数据报文类型.

3、在主机A上的DOS命令提示符下运行arpa命令,检查ARP高速缓存中的内容是否发生变化,分析原因. (2)不同子网上的两台机器间的ARP协议工作过程主机A(IP地址为A.A.A.A)与主机C(IP地址为C.C.C.C)为不在同一个子网内的两台计算机;在主机A上的DOS命令提示符下运行arp d命令,清空主机A的ARP高速缓存; 在主机A上的DOS命令提示符下运行arp a命令,检查主机A的ARP高速缓存区,此时ARP缓存区应为空; 在主机A上的DOS命令提示符下运行:Ping C.C.C.C ,同时用抓包工具捕获A与C之间的数据通信报文,并做如下工作: 在捕获的报文中找出主机A和主机C之间通讯

4、的ARP询问请求报文和应答报文; 分析ARP请求及应答报文的各字段,包括源,目的以太网地址,源,目的IP地址,数据报文类型. 在主机A上的DOS命令提示符下运行arpa命令,检查ARP高速缓存中的内容是否发生变化,分析原因. 比较(1)和(2)两实验中得到的ARP报文,有何不同 分析产生二者区别的原因是什么 六思考题结合实验过程中的实验结果,回答下列问题:观察实验过程中捕获网络上的多个ARP请求帧,观察这些帧的以太网目的地址是否相同,分析其原因.观察实验过程中捕获网络上的多个ARP应答帧,观察这些帧的以太网目的地址是否相同,分析其原因. 实验二 IP/ICMP协议分析实验一实验目的理解IP协议

5、包格式;理解ICMP协议包格式.二实验内容PING应用系统通信过程中ICMP 协议,IP协议分析.三实验原理,方法和手段(1)ICMP 报文格式(2)IP 报文格式四实验条件(1)报文捕获工具Wireshark协议分析软件;(2)应用协议环境每个学生机的PC机(安装Windows xp 操作系统)处于同一个LAN. 五实验步骤(1)ICMP 协议分析主机A(IP地址为A.A.A.A)与主机B(IP地址为B.B.B.B)属于同一个子网内的两台计算机;在主机A上启动报文捕获工具,指定源IP地址为主机A的地址,目的IP地址为主机B的地址,分析开关为ICMP协议;在主机A的DOS仿真环境下,运行pin

6、g B.B.B.B命令向主机B发送echo 请求报文,在主机B联网和未联网两种情况下,捕获ICMP请求数据包与应答数据包(如有),记录并分析各字段的含义,并与ICMP数据包格式进行比较;表1:ICMP报文格式实验项ICMP包字段名称值含义123(2)IP 协议分析主机A(IP地址为A.A.A.A)与主机B(IP地址为B.B.B.B)属于同一个子网内的两台计算机;在主机A上启动报文捕获工具,指定源IP地址为主机A的地址,目的IP地址为主机B的地址,分析开关为IP协议;在主机A的DOS仿真环境下,运行ping B.B.B.B 命令向主机B发送echo 请求报文,在主机B联网和未联网两种情况下,捕获

7、IP数据包,记录并分析各字段的含义,并与IP数据包格式进行比较;表2:IP报文格式实验项IP包字段名称值含义123六思考题(1)为什么运行ping 127.0.0.1时,不能捕获到ICMP报文 如果运行ping 本机IP地址能收到报文吗 (2)能否在WINDOWS操作系统下进行设置,使得主机收到ICMP报文后不响应呢 实验三 TCP/UDP协议分析实验一实验目的理解UDP协议包格式，及飞鸽传书的通信过程。二实验内容飞鸽传书通信过程中UDP 协议分析.三实验原理,方法和手段(1)UDP报文格式UDP Source Port (16)UDP Destination Port (16)Message

8、 Length (16)UDP Checksum (16)DATA四实验条件(1)报文捕获工具Wireshark协议分析软件;五实验步骤 (1)UDP 协议分析1）主机A(IP地址为A.A.A.A)与主机B(IP地址为B.B.B.B)属于同一个子网内的两台计算机;2）在主机A上运行飞鸽传书,向B发送消息,捕获UDP数据包,记录并分析各字段的含义,并与UDP数据包格式进行比较;3）在主机A上运行飞鸽传书,不发送消息,捕获UDP数据包,记录并分析各字段的含义,并分析结果;表3:UDP报文格式实验项UDP包字段名称值含义123实验四 电子邮件协议解析实验一实验目的掌握邮件服务的工作原理及SMTP、I

9、MAP协议的工作过程。二实验内容Foxmail应用系统通信过程中SMTP协议分析;Foxmail应用系统通信过程中IMAP协议分析.三实验设备1）报文捕获工具：Wireshark协议分析软件。2）邮件发送和接收代理程序Foxmail。四实验步骤1用Wireshark捕捉在本机中使用Foxmail发送邮件产生的流量，初步了解其使用方法： 1) 在PC机上运行Wireshark，打开菜单命令Capture-Options，将Interfaces设为本机的网卡，过滤器（Capture filter）不作设置（注：暂不要点击开始捕获按钮Start）； 3) 打开Foxmail，开始编辑电子邮件； 4)

10、 切换到Wireshark的窗口，按Start按钮开始捕捉数据，然后再切换至Foxmail窗口将编辑好的电子邮件发送出去；5) 切换到Wireshark的窗口，按Stop按钮； 6) 在Filter编辑栏中输入smtp，按下Apply按钮； 7) 将捕捉到的数据保存到包文件SMTP.pcap中； 8) 打开实验保存的包文件SMTP.pcap； 9) 分析不同SMTP帧的报文格式，掌握并验证SMTP协议的工作原理。2用Wireshark捕捉在本机中使用Foxmail接收邮件产生的流量，初步了解其使用方法： 1) 在PC机上运行Wireshark，打开菜单命令Capture-Options，将In

11、terfaces设为本机的网卡，过滤器（Capture filter）不作设置（注：暂不要点击开始捕获按钮Start）； 3) 打开Foxmail； 4) 切换到Wireshark的窗口，按Start按钮开始捕捉数据，然后再切换至Foxmail窗口从邮箱中接收电子邮件；5) 切换到Wireshark的窗口，按Stop按钮； 6) 在Filter编辑栏中输入imap，按下Apply按钮； 7) 将捕捉到的数据保存到包文件IMAP.pcap中； 8) 打开实验保存的包文件IMAP.pcap； 9) 分析不同IMAP帧的报文格式，掌握并验证IMAP协议的工作原理。实验五 IP子网划分实验一、实验目的

12、 1.掌握子网划分的方法和子网掩码的设置2.理解IP协议与MAC地址的关系3.根据实际的网络需求设计合理的子网划分方案二、实验环境 共6组，每组3台双网卡PC机，多台路由器，多台交换机，用以太网交换机连接起来的WINDOWS XP操作系统计算机。图1 拓扑结构图三、实验原理 随着互连网应用的不断扩大，原先的IPv4的弊端也逐渐暴露出来，即网络号占位太多，而主机号位太少，所以其能提供的主机地址也越来越稀缺，目前除了使用NAT在企业内部利用保留地址自行分配以外，通常都对一个高类别的IP地址进行再划分，以形成多个子网，提供给不同规模的用户群使用。 本实验要求学生通过掌握子网划分的方法和子网掩码的设置

13、的方法，具有根据实际的网络需求设计合理的子网划分方案的创新能力。1、为什么要划分子网 在20世纪70年代初期，建立Internet的工程师们并未意识到计算机和通信在未来的迅猛发展。局域网和个人电脑的发明对未来的网络产生了巨大的冲击。开发者们依据他们当时的环境，并根据那时对网络的理解建立了逻辑地址分配策略。他们知道要有一个逻辑地址管理策略，并认为32位的地址已足够使用。为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，IP地址的设计者将IP地址空间划分为五个不同的地址类别，如下表所示，其中A,B,C三类最为常用：A类 0127 0 8位 24位B类 128191 10 16位 16位C类 192223 11

14、0 24位 8位D类 224239 1110 组播地址E类 240255 1111 保留试验使用 从当时的情况来看，32位的地址空间确实足够大，能够提供232（4,294,967,296，约为43亿）个独立的地址。这样的地址空间在因特网早期看来几乎是无限的，于是便将IP地址根据申请而按类别分配给某个组织或公司，而很少考虑是否真的需要这么多个地址空间，没有考虑到IPv4地址空间最终会被用尽。但是在实际网络规划中，它们并不利于有效地分配有限的地址空间。对于A、B类地址，很少有这么大规模的公司能够使用，而C类地址所容纳的主机数又相对太少。所以有类别的IP地址并不利于有效地分配有限的地址空间，不适用于

15、网络规划。 2、如何划分子网 为了提高IP地址的使用效率，引入了子网的概念。将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。这使得IP地址的结构分为三级地址结构：网络位、子网位和主机位。这种层次结构便于IP地址分配和管理。它的使用关键在于选择合适的层次结构-如何既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间（即：从何处分隔子网号和主机号）。3、子网掩码的作用 简单地来说，掩码用于说明子网域在一个IP地址中的位置。子网掩码主要用于说明如何进行子网的划分。掩码是由32位组成的，很像IP地址。对于三类IP地址来说，有一些自然的或缺省的固定掩码。4、如何来确定子网地址 如果此时有一个I P地址和子网掩码，就能够确定设备所在的子网。子网掩码和IP地址一样长，用32bit组成，其中的1表示在IP地址中对应的网络号和子网号对应比特，0表示在IP地址中的