计算机网络实验指导手册.docx

1、计算机网络实验指导手册计算机网络实验指导书编写：安德智实验总体说明1 实验总体目标配合计算机网络课程的教学，培养学生的实际操作能力。2 实验课时分配实 验 项 目学时实验一 拓扑布局和建立小型网络2实验二 静态路由2实验三 RIP协议配置实验四 RIPv1与EIGRP在不连续网络下的比较3 实验环境网络实验室局域网环境；操作系统： Linux ，Win2000，Win98；实验软件： Packet tracer5.0、Ethereal；开发工具： VC+6.0；4实验总体要求 由于设备原因，所有网络实验是在Packet tracer5.0模拟环境下进行，因此需要首先预习Packet trace

2、r5.0的环境和基本操作。具体内容见附件1 按照各项实验内容做实验，包括操作、观察、记录、分析，通过操作和观察获得直观印象，有些实验还应该从获得的数据中分析软件的内部功能； 对提供源程序的实验，首先要阅读，理解和掌握程序的设计思想和采用的算法，在理解源程序的基础进行改动和扩充； 部分实验由于实验条件的限制，可能暂时不能进行，但也要按实验指导说明的操作步骤去理解和掌握； 每项实验均应提交实验报告，实验报告的内容可参照实验的具体要求，但总体上应包括以下内容：实验题目，实验内容说明，实验准备情况，实验记录，实验结果分析，算法描述，程序段，实验过程中遇到的问题等。目 录实验预习 Packet Trac

3、er 5.0简介实验一 拓扑布局和建立小型网络实验二 静态路由配置实验三 RIP协议配置实验四 RIPv1与EIGRP在不连续网络下的比较实验预习 Packet Tracer 5.0简介 实验题目：Packet Tracer 5.0基本操作实验目的：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内容：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

4、是 Packet Tracer。Packet Tracer 提供一组丰富的协议、设备和功能。本练习让您使用 Packet Tracer 模拟程序学习标准实验设置。Packet Tracer 可以创建两种格式的文件：.pkt 文件（网络模拟模型文件）和 .pka 文件（实践练习文件）。在 Packet Tracer 中创建自己的网络时，或者修改教师或同学提供的现有文件时，通常采用 .pkt 文件格式。从课程启动此练习时，将会显示这些说明。它们是 .pka（Packet Tracer 练习文件格式）的结果。在这些说明的底部有两个按钮：Check Results（检查结果）（给您提供已完成练习的反馈

5、信息）和Reset Activity（重置练习）（重新开始练习 - 如果您想清除自己的工作或反复练习）。 任务 1：学习 PT 界面步骤 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，

6、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 的运行启动本实验文档在“Packet Tracer 简介.pkt”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-Centra

7、l 交换机。 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。 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。 服务器将显示 IP 地址、MAC 地址和网关信息。 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。 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。 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

8、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。 CLI 选项卡让用户使用命令行界面配置设备。 服务器和集线器设备包含两个选项卡，分别是 Physical（物理）和 Config（配置）。 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。 Config（配置）选项卡显示一般信息，例如设备名称。 PC 设备包含三个选项卡，分别是 Physical（物理）、Config（配置）和 Desktop（桌面）。 Physical（物理）选项卡显示设备的组件。此选项卡

9、还可以添加新模块。 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。 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。 思考：您已经完成第一个 Packet Tracer 实验。体会实验过程中关于设备的使用规则，为今后实验奠定基础。建议：联

10、系完所给的相关Packet Tracer的试验包。这对您完整了解Packet Tracer的功能和为顺利完成今后的实验具有实际的价值。实验一 拓扑布局和建立小型网络实验题目：利用Packet Tracer 建立一个小型网络实验目的：正确识别网络中使用的电缆 物理连接点对点交换网络 验证每个网络的基本连通性实验内容：一、网络表示方式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

11、号相同。请将 PT 中的图标与符号列表中的符号对应起来。任务 1：添加设备到逻辑工作空间本任务实验文档在“网络表示方式.pkt” 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 步骤 2. 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

12、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。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。在此任务结束时，完成率应为 100%。二、在 Packet Tracer 中使用 TCP-IP 协议和 OSI 模型在 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

13、 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。本任务实验文档在“在 Packet Tracer 中使用 TCP-IP 协议和 OSI 模型.pkt”中任务 1：学习 PT 界面步骤 1. 查看帮助文件和教程 从下拉菜单中选择 Help（帮助）-Contents（内容）。将会打开一个

14、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：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

15、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。步骤 2. 研究 OSI 模型视图中的设备算法 单击事件列表

16、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 Details（出站 PDU 详细数据）选项卡

17、。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 4. 数据包跟踪：数据包流动的动画 第一次运

18、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。三、拓扑布局和建立小型网络许多网络问题都可以在网络的物理层解决。因此，必须

19、清楚了解网络连接使用哪些电缆。 在 OSI 模型的物理层（第 1 层），终端设备必须用介质（电缆）连接。所需的介质类型取决于连接的设备类型。在本实验的基本部分，将使用直通电缆或跳线电缆来连接工作站与交换机。 此外，两台或以上的设备使用分配的地址进行通信。网络层（第 3 层）需要唯一的地址（也称为逻辑地址或 IP 地址），以便数据能到达适当的目的设备。 本实验的编址方案将应用于工作站，并且用于设备之间的通信。本任务的实验文档在“拓扑布局和建立小型网络.pkt”中任务 1：创建点对点网络步骤 1. 选择实验同伴步骤 2. 获取实验要使用的设备和资源。需要的设备： 2 个工作站 1 根以太网电缆 在

20、此任务结束时，完成率应为 0%。任务 2：确定网络中使用的电缆在连接设备之前，必须先确定要使用的介质类型。本实验使用交叉电缆和直通电缆。使用交叉电缆连接两个工作站上网卡的以太网端口。这就是以太网电缆。查看插头时，您会发现电缆两端相对的位置分别是橙色线和绿色线。使用直通电缆将路由器的以太网端口连接到交换机端口，或将工作站连接到交换机端口。这里也用以太网电缆。查看插头时，您会发现电缆两端的每个引脚位置完全相同。步骤 1. 连接点对点网络。使用正确的以太网电缆将两个工作站连接到一起。将电缆的一端连接到 PC1 上的 NIC 端口，另一端连接到 PC2。 您使用的是哪一类电缆？ 在此任务结束时，完成率

21、应为 33%。任务 3：配置地址并测试步骤 1. 应用第 3 层地址到工作站。要完成此任务，必须遵循下面的逐步说明。单击要为其分配地址的 PC。 单击 Desktop（桌面）选项卡 单击 IP Configuration（IP 配置）选项卡 在 IP address（IP 地址）框中输入 IP 地址 192.168.1.2（若为 PC1）。（若为 PC2，则输入 IP 地址 192.168.1.3。） 按 tab 键，将会自动输入子网掩码。子网地址应为 255.255.255.0。如果没有自动输入此地址，请手动输入 按 X 关闭 IP 配置窗口 步骤 2. 验证连通性。要测试连通性，请遵循以下

22、说明：单击 PC1 单击 Desktop（桌面）选项卡 单击 Command Prompt（命令提示符）选项卡 键入 ping 192.168.1.3，然后按 Enter ping 命令的输出是什么？如果 ping 命令显示错误消息，或者无法接收其它工作站的回复，请根据需要排除故障。需要排除故障的可能区域包括： 确认两个工作站上的 IP 地址正确 确定工作站之间连接了正确类型的电缆 如果拔下网络电缆后 ping 另一个工作站，ping 命令的输出是什么？在此任务结束时，完成率应为 100%。四、使用 Packet Tracer 查看协议数据单元Wireshark 可以捕获和显示通过网络接口进出

23、其所在 PC 的所有网络通信。Packet Tracer 的模拟模式可以捕获流经整个网络的所有网络通信，但支持的协议数量有限。我们使用的网络中包含一台直接连接到 Web 服务器的 PC，可以捕获从该 PC 的命令提示符到服务器 的 ping 通信，以及使用 URL 的网页请求。本任务的实验文档在“使用 Packet Tracer 查看协议数据单元.pkt”中任务 1：捕获从 PC 命令提示符发出的 ping。步骤 1. 运行模拟并捕获通信。在 PT 界面右下方的远端可以切换实时模式和模拟模式。单击 Simulation（模拟）模式。单击 PC。选择 Desktop（桌面）选项卡。打开 Comm

24、and Prompt（命令提示符）。输入命令 ping 192.168.1.2 - 服务器的 IP 地址。按 Enter 键将会发出四个 ICMP 回应请求。最小化 PC 配置窗口。Event List（事件列表）中将会显示两个数据包：第一个 ICMP 回应请求以及将服务器 IP 地址解析为其服务器 IP 地址解析为其硬件 MAC 地址所需的 ARP请求。单击 Auto Capture/Play（自动捕获/播放）按钮以运行模拟和捕获事件。收到 No More Events（没有更多事件）消息时单击 OK（确定）。步骤 2. 研究捕获的通信。 在 Event List（事件列表）中找到第一个数据

25、包，然后单击 Info（信息）列中的彩色正方形。单击事件列表中数据包的 Info（信息）正方形时，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 ICMP 回应请求（在第 3 层）是在第 2 层封装的。如果单击各个层，将会显示设备（本例中为 PC）使用的算法。查看每一层发生的事件。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 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 ICMP 回

26、应请求封装为 IP 数据包中的数据。查看 PDU 信息，了解交换中的其余事件。关闭 PDU 信息窗口，并单击 Reset Simulation（重置模拟）按钮以重置模拟。 在此任务结束时，完成率应保持在 100%。任务 2：从 PC 使用 URL 捕获 Web 请求。步骤 1. 运行模拟并捕获通信。 单击 PC。关闭 Command Prompt（命令提示符）窗口。打开 Web 浏览器。在浏览器中输入 。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。Event List（事件列表）中将会显示一个数据包：将 URL 解析为服务器 IP 地址所需的 DNS 请求。

27、单击 Auto Capture/Play（自动捕获/播放）按钮以运行模拟和捕获事件。收到 No More Events（没有更多事件）消息时单击 OK（确定）。步骤 2. 研究捕获的通信。 查看 PDU 信息，了解此交换中的事件。比较 Wireshark 与 Packet Tracer。 在此任务结束时，完成率应保持在 100%。五、综合技巧练习 - 研究数据包以基本完整的逻辑拓扑为起点。设备接口IP 地址子网掩码默认网关R1-ISPFa0/0192.168.254.253255.255.255.0不适用R1-ISPS0/0/010.10.10.6255.255.255.252不适用R2-Ce

28、ntralFa0/0172.16.255.254255.255.0.0不适用R2-CentralS0/0/010.10.10.5255.255.255.252不适用S1-CentralVLAN 1172.16.254.1255.255.0.0172.16.255.254PC 1ANIC172.16.1.1255.255.0.0172.16.255.254PC 1BNIC172.16.1.2255.255.0.0172.16.255.254Eagle ServerNIC192.168.254.254255.255.255.0192.168.254.253在整个课程中，将使用由实际 PC、服务器、

29、路由器和交换机组成的标准实验配置来学习网络概念。本练习将继续学习如何创建和分析这种标准实验拓扑。建议先从 Packet Tracer GUI 顶部的 Help（帮助）下拉菜单查看帮助文件。任务 1：完成拓扑添加一台 PC 到工作空间。使用以下参数配置该 PC：IP 地址 172.16.1.2、子网掩码 255.255.0.0、默认网关 172.16.255.254、DNS 服务器 192.168.254.254、显示名称 1B（不包括引号）。将 PC 1B 连接到 S1-Central 交换机的 Fa0/2 端口，并且 使用检查结果按钮检查您的工作，查看拓扑是否完成。 任务 2：在实时模式中添

30、加简单的 PDU等到交换机链路指示灯变成绿色。使用 Add Simple PDU（添加简单 PDU）在 PC 1B 与 Eagle Server 之间发送一条测试消息。请注意，此数据包将在右下方显示为用户创建的 PDU，可用于测试。第一次发出这种单一 ping 消息时，将显示为 Failed，这是 ARP 过程所致，详情将在后文中介绍。双击 PDU 列表窗口中的 Fire（激活）按钮，第二次发送这种单一测试 ping。这次将会成功。请先完成此操作，再继续下一任务。任务 3：在模拟模式中分析 PDU（数据包跟踪）切换到模拟模式。使用 Capture / Forward（捕获/转发）按钮将数据包传

31、送过网络。数据包信封或 Event List（事件列表）的 Info（信息）列中的彩色正方形，以检查传送过程中每个步骤的数据包。任务 4：尝试使用标准实验设置的模型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，其中每台设备都已经预配置。尝试创建测试数据包的不同组合，并且分析其在网络中的传输过程。 实验二 静态路由配置实验题目：静态路由配置实验目的：理解静态路由的概念；掌握静态路由的基本实现方法实验内容：环境：两台router 2620系列路由器通过串口相连。 要求：在R1和R2上启用静态路由，使两端网络能够互通。首先为两个路由器添加适当的模块（如NM-4A/SN或M-8A/S），选择合适的连接类型如上所是进行连接步骤一、基本配置RouterRouterenableRouter#config terminalRouter(config)#hostname R1R1(conf