計算機網(wǎng)絡實驗報告書

1、計算機網(wǎng)絡實驗報告專業(yè)班級學 號姓 名指導教師試驗一 以太網(wǎng)幀的構成實驗時間：_ 成績：_實驗角色：_賀斌_ 同組者姓名：_【實驗目的】 掌握以太網(wǎng)的報文格式。 掌握MAC地址的作用 掌握MAC廣播地址的作用 掌握LLC幀報文格式 掌握仿真編輯器和協(xié)議分析器的使用方法【實驗環(huán)境配置】該實驗采用網(wǎng)絡結構一?！緦嶒炘怼客痪钟蚓W(wǎng)內(nèi)，數(shù)據(jù)幀以廣播的形式發(fā)送，而只有與目的MAC地址相同的主機才會接收幀，其他的主機會自動過濾【實驗步驟】按照拓撲結構圖連接網(wǎng)絡，使用拓撲驗證檢查連接的正確性。練習一：領略真實的MAC幀各主機打開協(xié)議分析器，進入相應的網(wǎng)絡結構并驗證網(wǎng)絡拓撲的正確性，如果通過拓撲驗證，關閉協(xié)

2、議分析器繼續(xù)進行實驗，如果沒有通過拓撲驗證，請檢查網(wǎng)絡連接。本練習將主機A和B作為一組，主機C和D作為一組，主機E和F作為一組?，F(xiàn)僅以主機A、B所在組為例，其它組的操作參考主機A、B所在組的操作。1.  主機B啟動協(xié)議分析器，新建捕獲窗口進行數(shù)據(jù)捕獲并設置過濾條件（提取ICMP協(xié)議）。2.  主機A ping 主機B，察看主機B協(xié)議分析器捕獲的數(shù)據(jù)包，分析MAC幀格式。3.  將主機B的過濾器恢復為默認狀態(tài)。練習二：理解MAC地址的作用本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  主機B、D、E、F啟動協(xié)議分析器，打開捕獲窗口進行數(shù)據(jù)捕獲并

3、設置過濾條件（源MAC地址為主機A的MAC地址）。2.  主機A ping 主機C。3.  主機B、D、E、F上停止捕獲數(shù)據(jù)，在捕獲的數(shù)據(jù)中查找主機A所發(fā)送的ICMP數(shù)據(jù)幀，并分析該幀內(nèi)容。      記錄實驗結果本機MAC地址源MAC地址目的MAC地址是否收到，為什么？主機B主機B的MAC主機A的MAC主機C的MAC是，主機A與主機B接在同一共享模塊主機D主機D的MAC 主機A的MAC主機C的MAC 是，主機C與主機D接在同一共享模塊主機E主機E的MAC無無否，與主機A、C都不在同一共享模塊主機F主機F的MAC無無否，與主機A、C都

4、不在同一共享模塊練習三：編輯并發(fā)送MAC廣播幀本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  主機E啟動協(xié)議編輯器。2.  主機E編輯一個MAC幀：    目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF    源MAC地址：主機E的MAC地址    協(xié)議類型或數(shù)據(jù)長度：大于0x0600    數(shù)據(jù)字段：編輯長度在461500字節(jié)之間的數(shù)據(jù)3.  主機A、B、C、D、F啟動協(xié)議分析器，打開捕獲窗口進行數(shù)據(jù)捕獲并設置過濾條件（源MAC地址為主

5、機E的MAC地址）。4.  主機E發(fā)送已編輯好的數(shù)據(jù)幀。5.  主機A、B、C、D、F停止捕獲數(shù)據(jù)，察看捕獲到的數(shù)據(jù)中是否含有主機E所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀。      結合練習三的實驗結果，簡述FFFFFF-FFFFFF作為目的MAC地址的作用。答：該地址為廣播地址，作用是完成一對多的通信方式，即一個數(shù)據(jù)幀可發(fā)送給同一網(wǎng)段內(nèi)的所有節(jié)點【思考問題】1 為什么IEEE802標準將數(shù)據(jù)鏈路層分割為MAC子層和LLC子層？答：為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應多種局域網(wǎng)標準，802委員會就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個子層，即邏輯鏈路控制LLC子層和媒體接入

6、控制MAC子層。與接入到傳輸媒體有關的內(nèi)容都放在MAC子層，而LLC子層與傳輸媒體無關，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對LLC子層來說都是透明的。2 為什么以太網(wǎng)有最短幀長度的要求？答：如果幀長度太小，就可能出現(xiàn)網(wǎng)絡上同時有兩個幀在傳播，就會產(chǎn)生沖突（碰撞）而造成網(wǎng)絡無法發(fā)送數(shù)據(jù)。 如果數(shù)據(jù)幀太長就會出現(xiàn)有的工作長時間不能發(fā)送數(shù)據(jù)，而且可能超出接受端的緩沖區(qū)大小，造成緩沖益出。 -40-試驗二 地址轉換協(xié)議ARP實驗時間：_ 成績：_實驗角色：_賀斌_ 同組者姓名：_一、【實驗目的】1. 掌握ARP協(xié)議的報文格式2. 掌握ARP協(xié)議的工作原理3. 理解ARP高速緩存的作用4. 掌握ARP請求和應答的

7、實現(xiàn)方法5. 掌握ARP緩存表的維護過程二、【實驗環(huán)境】三、【實驗原理】下圖為ARP數(shù)據(jù)報的報文格式：四、【實驗步驟及內(nèi)容】1、領略真實的ARP（同一子網(wǎng)）各主機打開協(xié)議分析器，進入相應的網(wǎng)絡結構并驗證網(wǎng)絡拓撲的正確性，如果通過拓撲驗證，關閉協(xié)議分析器繼續(xù)進行實驗，如果沒有通過拓撲驗證，請檢查網(wǎng)絡連接。    本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  主機A、B、C、D、E、F啟動協(xié)議分析器，打開捕獲窗口進行數(shù)據(jù)捕獲并設置過濾條件（提取ARP、ICMP）。2.  主機A、B、C、D、E、F在命令行下運行“arp -d”命令，清

8、空ARP高速緩存。3.  主機A ping 主機D（）。4.  主機E ping 主機F（）。5.  主機A、B、C、D、E、F停止捕獲數(shù)據(jù)，并立即在命令行下運行“arp -a”命令察看ARP高速緩存。  ARP高速緩存表由哪幾項組成？答：主要由：IP地址、MAC地址  結合協(xié)議分析器上采集到的ARP報文和ARP高速緩存表中新增加的條目，簡述ARP協(xié)議的報文交互過程以及ARP高速緩存表的更新過程。答：假設網(wǎng)絡中的主機A要和主機B交換數(shù)據(jù)，首先主機A要得到主機B的IP地址和MAC地址的映射關系，工作過程如下

9、： ARP模塊接收來自上層的協(xié)議（IP）的數(shù)據(jù)報后，提取其目的的IP地址。 主機A檢查自己的高速緩存中的ARP表，判斷ARP表中是否存有主機B的IP地址與MAC地址的映射關系。如果找到，則完成ARP地址解析；如果沒有找到，則轉至。 主機A廣播含有自身IP地址與MAC地址映射關系的請求信息包，請求解析主機B的IP的地址與MAC地址映射關系。 主機A等待接收ARP應答。 如果主機A沒有收到ARP應答，則停止發(fā)送數(shù)據(jù)報；如果收到ARP應答，執(zhí)行下一步。 主機A收到主機B的響應信息，使用應答中的物理地址（MAC）作為數(shù)據(jù)報的mac 地址，并將主機B的IP地址與MAC地址的映射關系存入自己的ARP表中，

10、從而完成主機B的ARP地址解析。2、編輯并發(fā)送ARP報文（同一子網(wǎng)）本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  在主機E上啟動協(xié)議編輯器，并編輯一個ARP請求報文。其中：    MAC層：        目的MAC地址：設置為FFFFFF-FFFFFF        源MAC地址：設置為主機E的MAC地址        協(xié)議類型或數(shù)

11、據(jù)長度：0806    ARP層：        發(fā)送端硬件地址：設置為主機E的MAC地址        發(fā)送端邏輯地址：設置為主機E的IP地址（）        目的端硬件地址：設置為000000-000000        目的端邏輯地址：設置為主機F的IP地址（1

12、）2.  主機B、F啟動協(xié)議分析器，打開捕獲窗口進行數(shù)據(jù)捕獲并設置過濾條件（提取ARP協(xié)議）。3.  主機B、E、F在命令行下運行“arp -d”命令，清空ARP高速緩存。主機E發(fā)送已編輯好的ARP報文。4.  主機B、F停止捕獲數(shù)據(jù)，分析捕獲到的數(shù)據(jù)，進一步體會ARP報文交互過程。1.哪些主機收到了ARP請求包，哪個主機給出了ARP響應包？答：主機A、B、C、D、F都收到ARP請求包，主機F給出了ARP響應包。 2.  主機A、2.C、D是否收到ARP請求包，為什么？答：主機A、C、D都能收到ARP請求包，因為主機B、C、D與主機E處

13、于同一網(wǎng)段，ARP請求包進行廣播，所以主機A、C、D都能收到ARP請求包。3、跨路由地址解析（不同子網(wǎng)）本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  主機B在命令行方式下輸入staticroute_config命令，開啟靜態(tài)路由服務。2.  主機A、B、C、D、E、F在命令行下運行“arp -d”命令，清空ARP高速緩存。3.  主機A、B、C、D、E、F重新啟動協(xié)議分析器，打開捕獲窗口進行數(shù)據(jù)捕獲并設置過濾條件（提取ARP、ICMP）。4.  主機A ping 主機E（）。5.  主機A、B、C、D、E、F停

14、止數(shù)據(jù)捕獲，察看協(xié)議分析器中采集到的ARP報文，并回答以下問題：      單一ARP請求報文是否能夠跨越子網(wǎng)進行地址解析？為什么？答：不能，由于ARP請求是以廣播的方式進行，而廣播報文不能跨越子網(wǎng)，因此，單一ARP請求報文不能夠跨越子網(wǎng)進行地址解析。  ARP地址解析在跨越子網(wǎng)的通信中所起到的作用？答：作用是解析網(wǎng)關的MAC地址，ARP本身無法跨躍不同的網(wǎng)段。6.  主機B在命令行方式下輸入recover_config命令，停止靜態(tài)路由服務。五、【實驗思考】1.哪些主機收到了ARP請求包，哪臺主機給出了ARP響應包？答：主機B、C、

15、D、E、F都收到了ARP請求，主機E給出了ARP響應包。2.  比較ARP協(xié)議在同網(wǎng)段內(nèi)解析和跨網(wǎng)段的解析有何異同點？答：相同點：都是廣播發(fā)送ARP請求報文。不同點：主要在于網(wǎng)關的作用發(fā)揮。如果ARP請求是跨網(wǎng)段時由路由器來回答該請求3.  ARP數(shù)據(jù)包的長度是固定的嗎？試加以解釋。答：不是。ARP報文格式對任何協(xié)議和硬件地址都是充分通用的，對于不同的網(wǎng)絡，ARP分組的長度可能不同。ARP分組中含有HTYPE（硬件類型）字段，用來定義運行ARP的網(wǎng)絡類型（例如以太網(wǎng)是類型1），ARP分組中包含HLEN（硬件長度）字段，用來定義以字節(jié)為單位的物理地址長度（例如以太網(wǎng)為6）。A

16、RP分組中包含SHA（發(fā)送端硬件地址）和THA（目標硬件地址）用來定義物理地址，這兩個字段都是可變長度字段。試驗三 網(wǎng)際協(xié)議IP實驗時間：_ 成績：_實驗角色：_賀斌_ 同組者姓名：_一、【實驗目的】1.  掌握IP數(shù)據(jù)報的報文格式2.  掌握IP校驗和計算方法3.  掌握子網(wǎng)掩碼和路由轉發(fā)4.  理解特殊IP地址的含義5.  理解IP分片過程6.  理解協(xié)議棧對IP協(xié)議的處理方法7.  理解IP路由表作用以及IP路由表的管理二、【實驗環(huán)境】三、實驗原理   IP（網(wǎng)際協(xié)議）是TCP/IP協(xié)議族中最核心的

17、協(xié)議，它負責將數(shù)據(jù)包從源點交付到終點。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)報格式傳輸。IP協(xié)議提供不可靠、無連接的數(shù)據(jù)報傳送服務，即它對數(shù)據(jù)進行“盡力傳輸”，只負責將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的主機，不管傳輸正確與否，不做驗證、不發(fā)確認、也不保證IP數(shù)據(jù)包到達順序，將糾錯重傳問題交由傳輸層來解決。四、實驗步驟及內(nèi)容練習一：編輯并發(fā)送IP數(shù)據(jù)各主機打開協(xié)議分析器，進入相應的網(wǎng)絡結構并驗證網(wǎng)絡拓撲的正確性，如果通過拓撲驗證，關閉協(xié)議分析器繼續(xù)進行實驗，如果沒有通過拓撲驗證，請檢查網(wǎng)絡連接。    本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.

18、0; 主機B在命令行方式下輸入staticroute_config命令，開啟靜態(tài)路由服務。2.  主機A啟動協(xié)議編輯器，編輯一個IP數(shù)據(jù)報，其中：    MAC層：        目的MAC地址：主機B的MAC地址（對應于接口的MAC）。        源MAC地址：主機A的MAC地址。        協(xié)議類型或數(shù)據(jù)長度：080

19、0。    IP層：        總長度：IP層長度。        生存時間：128。        源IP地址：主機A的IP地址（）。        目的IP地址：主機E的IP地址（）。     

20、;   校驗和：在其它所有字段填充完畢后計算并填充。    自定義字段：        數(shù)據(jù)：填入大于1字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)。    【說明】先使用協(xié)議編輯器的“手動計算”校驗和，再使用協(xié)議編輯器的“自動計算”校驗和，將兩次計算結果相比較，若結果不一致，則重新計算。    IP在計算校驗和時包括哪些內(nèi)容？答：IP的首部校驗和只檢驗數(shù)據(jù)報的首部，但不包括數(shù)據(jù)部分。3.  在主機B（兩塊網(wǎng)卡分別打開兩個捕獲

21、窗口）、E上啟動協(xié)議分析器，設置過濾條件（提取IP協(xié)議），開始捕獲數(shù)據(jù)。4.  主機A發(fā)送第1步中編輯好的報文。5.  主機B、E停止捕獲數(shù)據(jù)，在捕獲到的數(shù)據(jù)中查找主機A所發(fā)送的數(shù)據(jù)報，并回答以下問題：      第1步中主機A所編輯的報文，經(jīng)過主機B到達主機E后，報文數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化？若發(fā)生變化，記錄變化的字段，并簡述發(fā)生變化的原因。答：發(fā)生了變化，發(fā)生變化的字段有：“生存空間”和“首部校驗和”。 變化的字段：在主機B中，本機連接2對應的是路由，其IP地址為。“生存時間”的字段的值為128?！笆撞啃ｒ灪汀弊侄蔚闹?/p>

22、為0D78，而主機E中，“生存時間”字段的值為127，“首部校驗和”字段的值為0E78. 原因：主機B為路由器，數(shù)據(jù)包每經(jīng)過一路由器“生存時間”字段的值會減1，并重新計算校驗和。6.  將第1步中主機A所編輯的報文的“生存時間”設置為1，重新計算校驗和。7.  主機B、E重新開始捕獲數(shù)據(jù)。8.  主機A發(fā)送第5步中編輯好的報文。9.  主機B、E停止捕獲數(shù)據(jù)，在捕獲到的數(shù)據(jù)中查找主機A所發(fā)送的數(shù)據(jù)報，并回答以下問題：  主機B、E是否能捕獲到主機A所發(fā)送的報文？簡述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。答：主機B對應于的接口可以捕獲到主機A發(fā)

23、送的報文。主機B對應于的接口和主機E并不能捕獲到主機A發(fā)送的報文。 原因：當“生存時間”字段的值減到0時，路由器將該報文因為報文丟棄不轉發(fā)。練習二：特殊的IP地址本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  直接廣播地址    （1）主機A編輯IP數(shù)據(jù)報1，其中：        目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。        源MAC地址：A的MAC地址。 &#

24、160;      源IP地址：A的IP地址。        目的IP地址：55。        自定義字段數(shù)據(jù)：填入大于1字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)。        校驗和：在其它字段填充完畢后，計算并填充。          

25、（2）主機A再編輯IP數(shù)據(jù)報2，其中：        目的MAC地址：主機B的MAC地址（對應于接口的MAC）。        源MAC地址：A的MAC地址。        源IP地址：A的IP地址。        目的IP地址：55。   

26、0;    自定義字段數(shù)據(jù)：填入大于1字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)。        校驗和：在其它字段填充完畢后，計算并填充。    （3）主機B、C、D、E、F啟動協(xié)議分析器并設置過濾條件（提取IP協(xié)議，捕獲接收和發(fā)送的所有IP數(shù)據(jù)包，設置地址過濾條件如下：<->Any）。    （4）主機B、C、D、E、F開始捕獲數(shù)據(jù)。    （5）主機A同時發(fā)送這兩個數(shù)據(jù)報。&#

27、160;   （6）主機B、C、D、E、F停止捕獲數(shù)據(jù)。      記錄實驗結果表3-4  實驗結果  結合實驗結果，簡述直接廣播地址的作用。作用：路由器使用直接廣播地址把一個分組發(fā)送到一個特定網(wǎng)絡上的所有主機。這樣所有主機都可以收到具有這種類型的目的地址的分組。2.  受限廣播地址    （1）主機A編輯一個IP數(shù)據(jù)報，其中：        目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。 

28、0;      源MAC地址：A的MAC地址。        源IP地址：A的IP地址。        目的IP地址：55。        自定義字段數(shù)據(jù)：填入大于1字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)。        校驗和：在其它字段填充完畢后，計算并填充。&#

29、160;   （2）主機B、C、D、E、F重新啟動協(xié)議分析器并設置過濾條件（提取IP協(xié)議，捕獲接收和發(fā)送的所有IP數(shù)據(jù)包，設置地址過濾條件如下：<->Any）。    （3）主機B、C、D、E、F重新開始捕獲數(shù)據(jù)。    （4）主機A發(fā)送這個數(shù)據(jù)報。    （5）主機B、C、D、E、F停止捕獲數(shù)據(jù)。      記錄實驗結果表3-5  實驗結果   

30、60; 結合實驗結果，簡述受限廣播地址的作用。答：受限的廣播地址是55。該地址用于主機配置過程中IP數(shù)據(jù)報的目的地址。此時，主機可能還不知道它所在網(wǎng)絡的網(wǎng)絡掩碼，甚至是它的IP地址也不知道。受限的廣播通常只在系統(tǒng)啟動時才會用到。在任何情況下，路由器都不轉發(fā)目的地址為受限的廣播地址的數(shù)據(jù)報。這樣的數(shù)據(jù)報僅出現(xiàn)在本地的網(wǎng)絡中。所以只有主機、收到主機A發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報，而主機和B的路由未收到主機A發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報。3.  環(huán)回地址    （1）主機F重新啟動協(xié)議分析器開始捕獲數(shù)據(jù)并設置過濾條件（提取IP協(xié)議）。  

31、  （2）主機E ping 。    （3）主機F停止捕獲數(shù)據(jù)。      主機F是否收到主機E發(fā)送的目的地址為的IP數(shù)據(jù)報？為什么？答：主機F沒有收到。 因為：稱為回環(huán)地址，常用于本機上軟件測試和本機上網(wǎng)絡應用程序之間的通信地址，分組永遠不離開這個機器。練習三：IP數(shù)據(jù)報分片本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  在主機B上使用“實驗平臺上工具欄中的MTU工具” 設置以太網(wǎng)端口的MTU為800字節(jié)（兩個端口都設置）。2. 

32、; 主機A、B、E啟動協(xié)議分析器，打開捕獲窗口進行數(shù)據(jù)捕獲并設置過濾條件(提取ICMP協(xié)議)。3.  在主機A上，執(zhí)行命令ping -l 1000 。4.  主機A、B、E停止捕獲數(shù)據(jù)。在主機E上重新定義過濾條件（取一個ICMP數(shù)據(jù)包，按照其IP層的標識字段設置過濾），如圖所示：圖3-24  過濾條件設置      將ICMP報文分片信息填入下表，分析表格內(nèi)容，理解分片的過程。表3-6  實驗結果5.  主機E恢復默認過濾器。主機A、B、E重新開始捕獲數(shù)據(jù)。6.  在主機A上

33、，執(zhí)行命令ping -l 2000 。7.  主機A、B、E停止捕獲數(shù)據(jù)。察看主機A、E捕獲到的數(shù)據(jù)，比較兩者的差異，體會兩次分片過程。8.  主機B上使用“實驗平臺上工具欄中的MTU工具”恢復以太網(wǎng)端口的MTU為1500字節(jié)。練習四：子網(wǎng)掩碼的作用本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  所有主機取消網(wǎng)關。2.  主機A、C、E設置子網(wǎng)掩碼為92，主機B（）、D、F設置子網(wǎng)掩碼為24。3.  主機A ping 主機B（172.16.1

34、.1），主機C ping 主機D（），主機E ping 主機F（）。      記錄實驗結果表3-7  實驗結果  請問什么情況下兩主機的子網(wǎng)掩碼不同，卻可以相互通信？答：只要子網(wǎng)地址相同就可以相互通信4.  主機B在命令行方式下輸入recover_config命令，停止靜態(tài)路由服務。5.  所有主機恢復到網(wǎng)絡結構二的配置。五、實驗結果思考練習11.  說明IP地址與硬件地址的區(qū)別，為什么要使用這兩種不同的地址？答：區(qū)別：址是網(wǎng)絡層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地

35、址。可以不具備全局的唯一性，只要具備局部的唯一性就可以；但是硬件地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址，必須具有全局的唯一性。 原因：所有的數(shù)據(jù)傳輸是通過MAC楨，而IP地址被封裝在MAC楨中，鏈路層及其以下層無法識別，網(wǎng)絡層及其以上層才能識別。未來完成數(shù)據(jù)的傳送，鏈路層及其以下層使用硬件地址進行地址標識。MAC地址在硬件中是不變的，而IP地址是可以變化的練習21.  受限廣播地址的作用范圍？答：路由器都不轉發(fā)目的地址為受限的廣播地址的數(shù)據(jù)報，這樣的數(shù)據(jù)報僅出現(xiàn)在本地網(wǎng)絡中。2.  受限廣播地址和直接廣播地址的區(qū)別？答：直接廣播地址包含一個有效的網(wǎng)絡號和一個全“1”的主機號。受

36、限的廣播地址是是32位全1的IP地址，即55。3.  路由器轉發(fā)受限廣播嗎？答：路由器不轉發(fā)受限廣播。練習31.  Ping的數(shù)據(jù)部分為3000字節(jié)，回顯請求報文為何被分為3片而不是2片？答：數(shù)據(jù)部分為3000字節(jié)而MTU為800字節(jié)，因此被分為3片。2.  數(shù)據(jù)部分長度為多少時報文正好被分為2片？答：長度為2000字節(jié)3.  不同協(xié)議的MTU的范圍從296到65535，使用大的MTU有什么好處？使用小的MTU有什么好處？答：使用大的MTU可以在較少的報文中包含較多的數(shù)據(jù)，報文數(shù)量的減少可以降低路由器的負荷。在使用異構網(wǎng)絡傳輸時

37、，使用小的MTU可以減少路由器的分片。試驗四 路由信息協(xié)議RIP實驗時間：_ 成績：_實驗角色：_賀斌_ 同組者姓名：_【實驗目的】1掌握路由協(xié)議的分類，理解靜態(tài)路由和動態(tài)路由2掌握動態(tài)路由協(xié)議RIP的報文格式，工作原理及工作過程3掌握RIP計時器的作用4理解RIP的穩(wěn)定性實驗環(huán)境配置】該實驗采用網(wǎng)絡結構三?！緦嶒瀮?nèi)容】練習一：靜態(tài)路由與路由表各主機打開協(xié)議分析器，進入相應的網(wǎng)絡結構并驗證網(wǎng)絡拓撲的正確性，如果通過拓撲驗證，關閉協(xié)議分析器繼續(xù)進行實驗，如果沒有通過拓撲驗證，請檢查網(wǎng)絡連接。    本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1. 

38、 主機A、B、C、D、E、F在命令行下運行“route print”命令，察看路由表，并回答以下問題：      路由表由哪幾項組成？答：網(wǎng)絡目標、網(wǎng)絡掩碼、網(wǎng)絡地址、接口、躍點數(shù)。2.   從主機A依次ping 主機B（）、主機C、主機E（）、主機E（），觀察現(xiàn)象，記錄結果。通過在命令行下運行route print命令，察看主機B和主機E路由表，結合路由信息回答問題：      主機A的默認網(wǎng)關在本次練習中起到什么作用？答：用于向其他 IP

39、 網(wǎng)絡轉發(fā) IP 數(shù)據(jù)報的 IP 地址。      記錄并分析實驗結果，簡述為什么會產(chǎn)生這樣的結果？答：結果如下表是否ping通原因主機A主機B（）通默認網(wǎng)關是主機B的物理接口地址，而目標地址為主機B的另一個物理接口地址主機A主機C不通主機B沒有路由器轉發(fā)功能主機A主機E（）不通主機B沒有路由器轉換功能主機A主機E（）不通主機B沒有路由器轉換功能3.  主機B和主機E啟動靜態(tài)路由。    （1）主機B與主機E在命令行下使用“staticroute_co

40、nfig”命令來啟動靜態(tài)路由。    （2）在主機B上，通過在命令行下運行route add命令手工添加靜態(tài)路由（“route add mask metric 2”）。    （3）在主機E上，也添加一條靜態(tài)路由（“route add mask metric 2”）。    （4）從主機A依次ping主機B（）、主機E（192.168.0

41、.1）、主機E（），觀察現(xiàn)象，記錄結果。    （5）通過在命令行下運行route print命令，察看主機B和主機E路由表，結合路由信息回答問題：      記錄并分析實驗結果，簡述手工添加靜態(tài)路由在此次通信中所起的作用。答：結果如下表是否ping通原因主機A主機B（）通默認網(wǎng)關是主機B的物理接口地址，而目標地址為主機B的另一個物理接口地址主機A主機E（）通主機B具有路由轉發(fā)的功能，并且目標網(wǎng)絡在主機B的路由條目中主機A主機E（）通主機B具

42、有路由轉發(fā)的功能，并且目標網(wǎng)絡在主機B的路由條目中4.   在主機B上，通過在命令行下運行route delete命令（“route delete ”）；在主機E上，運行route delete命令（“route delete ”）刪除手工添加的靜態(tài)路由條目。      簡述靜態(tài)路由的特點以及路由表在路由期間所起到的作用。答：靜態(tài)路由是一種特殊的路由，有網(wǎng)絡管理員采用手工方法在路由器中配置而成，這種方法適合在規(guī)模較小、路由表也相對簡單的網(wǎng)絡中使用。它比較簡單，容易實現(xiàn)；可以精確控制路由選擇，改進網(wǎng)絡的性能

43、；減少路由器的開銷，為重要的應用保證帶寬。練習二：領略動態(tài)路由協(xié)議RIPv2本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  在主機A、B、C、D、E、F上啟動協(xié)議分析器，設置過濾條件（提取RIP和IGMP），開始捕獲數(shù)據(jù)。2.  主機B和主機E啟動RIP協(xié)議并添加新接口：    （1）在主機B上啟動RIP協(xié)議：在命令行方式下輸入“rip_config”。    （2）在主機E上啟動RIP協(xié)議：在命令行方式下輸入“rip_config”。    （3）添加主機B的接口：

44、60;     添加IP為的接口：在命令行方式下輸入“rip_config "的接口名" enable”。      添加IP為的接口：在命令行方式下輸入“rip_config "的接口名" enable”。    （4）添加主機E的接口：      添加IP為的接口：在命令行方式下輸入“rip_config &

45、quot;的接口名" enable”。      添加IP為的接口：在命令行方式下輸入“rip_config "的接口名" enable”。3.  主機B在命令行方式下，輸入“rip_config showneighbor”察看其鄰居信息。    主機E在命令行方式下，輸入“rip_config showneighbor”察看其鄰居信息。4.  所有主機人員通過協(xié)議分析器觀察報文交互，直到兩臺主機的路由表達到穩(wěn)定態(tài)

46、。      如何判定路由表達到穩(wěn)定態(tài)？ 答：方法1：主機A ping 主機F，若ping 同則路由表達到穩(wěn)定。方法2：若主機B的路由條目中出現(xiàn)網(wǎng)絡的信息，同時主機E的路由條目中出現(xiàn)網(wǎng)絡的信息，則路由表達到穩(wěn)定。      在主機B、E上使用“netsh routing ip show rtmroutes”察看路由表，記錄穩(wěn)定狀態(tài)下主機B和主機E的路由表條目。5.  主機B和主機E在命令行下輸入命令“recover_config”，停止RIP協(xié)議。觀察協(xié)議分析器報文

47、交互，并回答問題：      IGMP報文在RIP交互中所起的作用是什么？答：啟動RIP協(xié)議的路由器受限使用IGMP組成員報告報文加入多播組，從而減輕以后RIP交互報文對網(wǎng)絡的負載。  通過以上5步，繪制主機B和主機E的RIP交互圖（包括IGMP報文）。答：加入多播組（發(fā)送IGMP組成員報告報文）路由信息請求（發(fā)送RIP請求報文路由信息應答（發(fā)送RIP應答報文）。練習三：IP的計時器本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  在主機A、B、C、D、E、F上重新啟動協(xié)議分析器，設置過濾條件（提取RIP），開始捕獲數(shù)據(jù)。2

48、.  主機B和主機E重啟RIP協(xié)議并添加新接口（同練習二的步驟2），同時設置“周期公告間隔”為20秒。    （1）在主機B命令行方式下，輸入“rip_config "的接口名" updatetime 20”、“rip_config "的接口名" updatetime 20”。    （2）在主機E命令行方式下，輸入“rip_config "的接口名" updatetime 20”、“rip_confi

49、g "的接口名" updatetime 20”。    （3）所有主機人員用協(xié)議分析器察看報文序列，并回答問題：      將“周期公告間隔”設置為0秒可以嗎？為什么操作系統(tǒng)對“周期公告間隔”有時間上限和時間下限？上限和下限的作用是什么？答：不可以設置為0，對“周期公告間隔”有時間限制是對發(fā)送更新報文時機的一種權衡。上線是限制更新報文發(fā)送過于頻繁，增加網(wǎng)絡負載；下限是確保路由信息得到及時更新。      通過協(xié)議分析器，比較兩個相鄰通告報文之間的

50、時間差，是20秒嗎？如果不全是，為什么？答：不完全是，雖然指定的時間為20秒，但工作模式是使用在15到25之間的一個隨機數(shù)，這是為了避免出現(xiàn)任何可能的同步，因而可防止在互聯(lián)網(wǎng)上由于路由器都同時更新而引起的過載。3.  將“路由過期前的時間”設置為30秒。    （1）在主機B命令行方式下，輸入“rip_config  "的接口名" expiretime 30”、“rip_config  "的接口名" expiretime 30”。  

51、  （2）在主機E命令行方式下，輸入“rip_config  "的接口名" expiretime 30”、“rip_config  "的接口名" expiretime 30”。    （3）禁用主機E的的網(wǎng)絡連接。在30秒內(nèi)觀察主機B的路由條目變化，并回答問題：      簡述“路由過期計時器”的作用是什么？答：作用是管理路由的有效性，如果網(wǎng)絡出現(xiàn)問題，并且在分配的時間內(nèi)沒有收到更新報文，那么

52、這個路由器就被認為是過期的，而路由的跳數(shù)就設置為16，這表示目的端的不可達。4.  恢復主機E的的網(wǎng)絡連接。5.  主機B和主機E在命令行下輸入命令“recover_config”，停止RIP協(xié)議。思考問題：1.   RIP使用UDP，這樣做有何優(yōu)點？答：UDP是個非常簡單的協(xié)議，只有最小的開銷。RIP協(xié)議不是很關心可靠性，因此使用UDP作為下層協(xié)議。2.  跳數(shù)限制如何緩解RIP的問題？答：RIP的問題之一就是緩慢收斂，意思是在互聯(lián)網(wǎng)上某處發(fā)生的變化要傳播到互聯(lián)網(wǎng)的其他部分是很慢的。例如，假定在下圖中的網(wǎng)絡1有了變化。路由器R1立

53、即更新了自已。但是，由于每一個路由器每隔30秒才發(fā)送其定期更新，因此這表示這個變化要到達R2平均需經(jīng)過15秒（在0到30秒之間）。R3要收到這個變化又要經(jīng)過另一個平均15秒，等等。當這個信息最后到達路由器Rn時，已經(jīng)經(jīng)過了15*n秒。若n是20，則要經(jīng)過300秒。在300秒內(nèi)，ATM網(wǎng)絡能夠發(fā)送超過10億位。若這樣的變化影響這些位，則10億位就丟失了。解決RIP的這種缺點的方法是限制跳數(shù)為15。這樣可防止分組無休止地在網(wǎng)絡中兜圈子而阻塞了互聯(lián)網(wǎng)。使用RIP的自治系統(tǒng)的直徑被限制為15；因此，數(shù)值16被認為是無窮大，并表示不可達的網(wǎng)絡。3.  試列舉RIP的缺點及其相應的補救辦法。答：

54、RIP協(xié)議具有不穩(wěn)定性，通過觸發(fā)更新、毒性逆轉等機制得以緩解；RIP協(xié)議使用廣播通信，增大了網(wǎng)絡壓力，RIPv2通過組播通信機制得以緩解。試驗五 傳輸控制協(xié)議TCP實驗時間：_ 成績：_實驗角色：_賀斌_ 同組者姓名：_【實驗目的】1掌握TCP協(xié)議的報文格式2掌握TCP連接的建立和釋放過程3掌握TCP數(shù)據(jù)傳輸中編號與確認的過程4掌握TCP協(xié)議校驗和的計算方法5理解TCP重傳機制【實驗環(huán)境配置】該實驗采用網(wǎng)絡結構一?！緦嶒瀮?nèi)容】練習一：察看TCP連接的建立和釋放各主機打開協(xié)議分析器，進入相應的網(wǎng)絡結構并驗證網(wǎng)絡拓撲的正確性，如果通過拓撲驗證，關閉協(xié)議分析器繼續(xù)進行實驗，如果沒有通過拓撲驗證，請檢

55、查網(wǎng)絡連接。    本練習將主機A、B、C、D、E、F作為一組進行實驗。1.  主機B、C、D啟動協(xié)議分析器捕獲數(shù)據(jù)，并設置過濾條件（提取TCP協(xié)議）。2.  主機A啟動TCP工具連接主機C。    （1）主機A啟動“實驗平臺工具欄中的地址本工具”。點擊主機掃描按鈕獲取組內(nèi)主機信息，選中主機C點擊端口掃描按鈕獲取主機C的TCP端口列表。    （2）主機A啟動“實驗平臺工具欄中的TCP工具”。選中“客戶端”單選框，在“地址”文本框中填入主機C的IP地址，在“端口”文本框中填入主機C的一

56、個TCP端口，點擊連接按鈕進行連接。3.  察看主機B、C、D捕獲的數(shù)據(jù)，填寫下表。答：結果如下表：字段名稱報文1報文2報文3序列號373304215236151180513733042133確認號037330421333615118052ACK010SYN011    TCP連接建立時，前兩個報文的首部都有一個“最大字段長度”字段，它的值是多少？作用是什么？結合IEEE802.3協(xié)議規(guī)定的以太網(wǎng)最大幀長度分析此數(shù)據(jù)是怎樣得出的。答：值是1460。作用是由發(fā)送端指定，表明了能在網(wǎng)絡上傳輸?shù)淖畲蟮亩纬叽纭?maximum segment size = MT

57、U 20（IP首部）-20（TCP首部）。4.  主機A斷開與主機C的TCP連接。5.  察看主機B、C、D捕獲的數(shù)據(jù)，填寫下表。答：結果如下表：字段名稱報文4報文5報文6報文7序列號23961301510757284862396130161075728487確認號02396130161075723017239613016ACK1111FIN0000   結合步驟3、5所填的表，理解TCP的三次握手建立連接和四次握手的釋放連接過程，理解序號、確認號等字段在TCP可靠連接中所起的作用。練習二：利用協(xié)議編輯器編輯并發(fā)送TCP數(shù)據(jù)包本練習將主機A和B作為一組，

58、主機C和D作為一組，主機E和F作為一組?，F(xiàn)僅以主機A、B所在組為例，其它組的操作參考主機A、B所在組的操作。    在本實驗中由于TCP連接有超時時間的限制，故協(xié)議編輯器和協(xié)議分析器的兩位同學要默契配合，某些步驟（如計算TCP校驗和）要求熟練、迅速。    為了實現(xiàn)TCP三次握手過程的仿真，發(fā)送第一個連接請求幀之前，編輯端主機應該使用TCP屏蔽功能來防止系統(tǒng)干擾（否則計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡會對該請求幀的應答幀發(fā)出拒絕響應）。    通過手工編輯TCP數(shù)據(jù)包實驗，要求理解實現(xiàn)TCP連接建立、數(shù)據(jù)傳輸以及斷開連接的

59、全過程。在編輯過程中注意體會TCP首部中的序列號和標志位的作用。    首先選擇服務器主機上的一個進程作服務器進程，并向該服務器進程發(fā)送一個建立連接請求報文，對應答的確認報文和斷開連接的報文也編輯發(fā)送。其步驟如下：1.  主機B啟動協(xié)議分析器捕獲數(shù)據(jù)，設置過濾條件（提取HTTP協(xié)議）。2.  主機A上啟動協(xié)議編輯器，在界面初始狀態(tài)下，程序會自動新建一個單幀，可以利用協(xié)議編輯器打開時默認的以太網(wǎng)幀進行編輯。3.  填寫該幀的以太網(wǎng)協(xié)議首部，其中：    源MAC地址：主機A的MAC地址  

60、;  目的MAC地址：服務器的MAC地址    協(xié)議類型或數(shù)據(jù)長度：0800（IP協(xié)議）4.  填寫IP協(xié)議頭信息，其中：    高層協(xié)議類型：6（上層協(xié)議為TCP）    總長度：40（IP首部 + TCP首部）    源IP地址：主機A的IP地址    目的IP地址：服務器的IP地址（默認為53）    其它字段任意。    應用前面學到的知識

61、計算IP首部校驗和。5.  填寫TCP協(xié)議信息，其中：    源端口：任意大于1024的數(shù)，不要使用下拉列表中的端口    目的端口：80（HTTP協(xié)議）    序列號：選擇一個序號ISN（假設1942589885），以后的數(shù)據(jù)都根據(jù)它來填寫    確認號：0    首部長度：50（長度20字節(jié)）    標志位：02（標志SYN=1）    窗口大?。喝我?#160; 

62、;  緊急指針：0    使用協(xié)議編輯器的“手動計算”方法計算校驗和；再使用協(xié)議編輯器的“自動計算”方法計算校驗和。將兩次計算結果相比較，若結果不一致，則重新計算。      TCP在計算校驗和時包括哪些內(nèi)容？答：協(xié)議字段、源IP地址、目的IP地址、TCP數(shù)據(jù)總長度、TCP首部、TCP數(shù)據(jù)。6.  將設置完成的數(shù)據(jù)幀復制3份。    修改第二幀的TCP 層的“標志”位為10（即標志位ACK=1），TCP層的“序列號”為1942589885+1。  

63、0; 修改第三幀的TCP層的“標志”位為11（即標志位ACK=1、FIN=1），TCP層的“序列號”為1942589885+1。    修改第四幀的TCP層的“標志”位為10（即標志位ACK=1），TCP層的“序列號”為1942589885+2。7.  在發(fā)送該TCP連接請求之前，先ping一次目標服務器，讓目標服務器知道自己的MAC地址。8.  啟動“實驗平臺工具欄中的啟動屏蔽”，為TCP/IP協(xié)議棧過濾掉收到的TCP數(shù)據(jù)。9.  點擊菜單欄中的發(fā)送按鈕，在彈出對話框中選擇發(fā)送第一幀。10.  在主機B上捕獲相應的應答報文

64、，這里要求協(xié)議分析器一端的同學及時準確地捕獲應答報文并迅速從中獲得應答報文的接收字節(jié)序列號，并告知協(xié)議編輯器一端的同學。11.  假設接收字節(jié)序號為：3246281765，修改第二幀和第三幀TCP層的“確認號”的值為：3246281766。12.  計算第二幀的TCP校驗和，將該幀發(fā)送。對服務器的應答報文進行確認。13.  計算第三幀的TCP校驗和，將該幀發(fā)送。14.  在主機B上觀察應答報文，要及時把最后一幀“序列號”告知協(xié)議編輯器一端的同學。15.  修改第四幀的TCP層“確認號”為接收的序列號+1（即3246281767）。16.  計算第四幀的TCP校驗和，將該幀發(fā)送。斷開連接，完成TCP連接的全過程。17.  協(xié)議分析器一端截獲相應的請求及應答報文并分析，注意觀察“會話分析”中的會話過程。18.  編輯端主機啟動“實驗平臺工具欄中的停止屏蔽”，恢復正常網(wǎng)絡功能練習三：TCP的重傳機制本練習將主機A和B作為一組，主機C和D作為一組，主機E和F作為一組?，F(xiàn)僅以主機A、B所在組為例，其它組的操作參考主機A、B所在組的操作。1.  主機B上啟動“實驗平臺工具欄中的TCP工具”，作為服務端，監(jiān)聽端口設置為2483。2.  主機B啟動協(xié)議分析器開始捕獲數(shù)據(jù)并設置