华北电力大学---网络通信实验与设计实验报告

课程设计(综合实验)报告( 2013-2014年度第 2学期)名 称： 网络通信实验与设计 题 目： 网线的制作、路由器配置及组网 网络通信综合实验、VB6.0实验 院 系： 电子与通信工程系 班 级： 通信1101 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 成 绩： 日期华 北 电 力 大 学 (科 技 学 院) 实 验 报 告实验环境VB 6.0实验名称实验一：熟悉VB环境及UDP通信实验程序的设计实 验 目 的1通过实验熟悉VB语言开发平台。2通过实验进一步理解UDP通信协议，掌握UDP通信协议的特点。实 验 原 理在TCP/IP模型中，UDP为网络层以上和应用层以下提供了一个简单的接口。UDP只提供数据的不可靠传递，它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去，就不保留数据备份。UDP在IP数据报的头部仅仅加入了复用和数据校验字段。UDP是一个无连接协议。跟TCP的操作不同，计算机并不建立连接。另外，UDP应用程序可以是客户机，也可以是服务器。UDP所在位置如下：应用层UDP（传输层）TCP（传输层） IP各种网络接口为了传输数据，首先要设置本机的使用协议和本机端口号。然后，本机计算机只需将RemoteHost设置为需要聊天的计算机的IP地址，并将RemotePort属性设置为跟需要聊天的计算机的LocalPort属性相同的端口，并调用SendData方法来发送信息。最后，本台计算机使用 DataArrival事件内的 GetData 方法来获取对方计算机已发送的信息。本实验中聊天界面的编写采用VB语言。实 验 内 容实验步骤：1. 进入VB6.0，双击StandardEXE。2. 出现标准窗体，调整窗体大小到适当尺寸。3. 工程名改为工程_udp,窗体名改为Frm_udp, 窗体的caprion属性改为“聊天程序”。4. 添加三个TextBox控件，名字分别改为Text_ip、Text_record、Text_send，属性均为空，分别用以输入聊天对象的IP地址、显示聊天内容、输入聊天内容。另外Text_record 的scrollbars 属性设置为2_vertical。5. 添加三个Lable控件， 其caption 属性分别改为：“聊天对象（IP地址）：”、“聊天记录：”、“我要说：”，用以说明其下面的TextBox的作用。6. 添加三个CommandButton控件，Caption属性分别改为“确定”、“发送”、“退出”，名称分别为：Cmd_sure、Cmd_send、Cmd_exit。其作用分别为：确定第 1 页华 北 电 力 大 学 实 验 报 告实 验 内 容IP地址、发送内容、退出聊天程序。7. 添加Winsock控件，名字改为Winsock_udp。8. 执行，判断所编程序的正确性。9. 若程序执行正确，则存盘。程序代码：Private Sub Cmd_exit_Click()Unload MeEnd SubPrivate Sub Cmd_send_Click()Dim strdata1 As StringDim strdata2 As StringIf Text_send.Text = ThenMsgBox 请输入要发送的话！, vbOKOnly + vbExclamation 警告信息End Ifstrdata1 = Text_send.Textstrdata2 = 发送：Text_record.Text = Text_record & Chr(13) & Chr(10)Text_record.Text = Text_record & strdata2 & strdata1Winsock_udp.SendData Text_send.TextText_send.Text = End SubPrivate Sub Cmd_sure_Click()Winsock_udp.Protocol = sckUDPProtocolWinsock_udp.RemoteHost = Text_IP.TextWinsock_udp.RemotePort = 2010 远程端口Winsock_udp.Bind 2010 绑定本地端口End SubPrivate Sub Text_send_KeyDown(KeyCode As Integer, Shift As Integer)If KeyCode = 13 Then Winsock_udp.SendData Text_send.Text Text_send.Text = End IfEnd SubPrivate Sub Winsock_udp_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)Dim strdata3 As StringDim strdata4 As StringWinsock_udp.GetData strdata4strdata3 = 接收：Text_record.Text = Text_record & Chr(13) & Chr(10) 回车加换行Text_record.Text = Text_record & strdata3 & strdata4End Sub实 验 结 果 及 分 析聊天界面如下：1. 运行程序，分别和两个人聊天2. 聊天双方在IPAdr中输入对方IP地址，点确定，开始通信。3. 在TextSend中输入发送信息，点发送，可以在TextReceive中看到对话内容，自己发送的是“发送：”后显示的内容。4. 同理，对方收到信息后，显示在对方TextRecieve中。对方进行同种操作，将可以在本机的TextRecieve中显示，显示在“接收：”后，现在即实现了利用UDP进行双方聊天。分析： UDP协议是端到端的协议，不需要实现建立连接，只需知道对方的IP地址就可发送数据，每个报文都带有完整的目的地址，协议比较简单，但是它不保证报文传输的可靠性。 IP地址知道后，就可以利用SendData发送数据，数据利用UDP协议传输数据，接收方利用GataData接收数据。至此，双方可以进行正常的聊天。实验名称实验二：TCP通信程序的设计实 验 目 的1、本实验为验证性实验。2、掌握TCP协议的基本原理。3、掌握TCP协议的通信过程，加深对TCP通信协议的理解。实 验 原 理TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层（Transport layer）通信协议。TCP的服务流程:TCP协议提供的是可靠的、面向连接的传输控制协议，即在传输数据前要先建立逻辑连接，然后再传输数据，最后释放连接3个过程。TCP提供端到端、全双工通信；采用字节流方式，如果字节流太长，将其分段；提供紧急数据传送功能。 TCP提供的面向连接意味着两个使用TCP的应用（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。TCP编程流程：实 验 内 容实验步骤：1、 进入VB6.0，双击StandardEXE。2、 出现标准窗体，调整窗体大小到适当尺寸。3、 工程名改为工程_tcp_client,窗体名改为Frm_tcp_client, 窗体的caprion属性改为“数据流通信程序”。4、 添加三个TextBox控件，名字改为TexrSendYourName,Text属性为空，用以输入你的汉语名字。实 验 内 容5、 添加三个CommandButton控件，Caption属性改为“连接”，用以连接服务器的IP地址。6、 添加CommandButton控件，Caption属性改为“发送数据”，用以发送固定格式数据。7、 添加三个Lable控件，属性分别为“发送”，“接受”，“程序”，用以显示Text控件的意义。8、 添加Winsock控件，名字改为TcpSocket.9、 存盘，存盘路径为自己建立的子目录。程序代码：Private Sub Cmd_exit_Click()Unload MeEnd SubPrivate Sub Cmd_link_Click()Winsock_tcp.CloseWinsock_tcp.Protocol = sckTCPProtocolWinsock_tcp.RemoteHost = Text_ip.TextWinsock_tcp.RemotePort = 2010Winsock_tcp.ConnectEnd SubPrivate Sub Cmd_sdata_Click()If Text_send.Text = ThenMsgBox 请输入“网络通信实验与设计”, vbOKOnly + vbExclamation 警告信息End IfWinsock_tcp.SendData Text_send.TextText_send.Text = End SubPrivate Sub Cmd_sname_Click()If Text_send.Text = ThenMsgBox 请输入您的姓名, vbOKOnly + vbExclamation 警告信息End IfWinsock_tcp.SendData Text_send.TextText_send.Text = End SubPrivate Sub Cmd_sprog_Click()If Text_prog.Text = ThenMsgBox 请输入您的程序, vbOKOnly + vbExclamation 警告信息End IfWinsock_tcp.SendData Text_prog.TextText_prog.Text = End SubPrivate Sub Winsock_tcp_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)Dim strdata As StringWinsock_tcp.GetData strdataText_recieve.Text = strdataEnd Sub实 验 结 果 及 分 析TCP_client 界面：TCP_server 界面：1. 运行程序。2. 点击连接。在状态栏中可看到“已建立连接，请发送数据“字样。3. 点发送数据，发送“网络通信实验与设计”到服务器，即在服务器可以显示这些文字。状态栏中出现“接收数据成功，请发送姓名”。4. 在TextSendYourName中输入自己的名字，点发送，在服务器即可显示你的名字，状态栏显示“发送姓名成功，请发送程序”。将自己的程序复制到TextRecieve中，点发送程序，服务器即可显示你发的程序，此时你的状态栏显示“程序传送成功，实验已经完成”。分析：TCP协议是面向连接的传输协议，它需要先建立连接，这样保证了数据传输的可靠性。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能。应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分割成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元(MTU)的限制）。之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个字节一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK)；如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认，那么对应的数据（假设丢失了）将会被重传。实验名称实验三：基于FTP的文件传输程序设计实 验 目 的1、本实验为设计性实验。2、掌握FTP协议的基本原理。3、通过自主设计FTP协议通信程序，进一步学习理解FTP通信协议，掌握FTP通信协议的基本工作原理。实 验 原 理FTP 是 TCP/IP 协议组中的协议之一，该协议是Internet文件传送的基础，它由一系列规格说明文档组成，目标是提高文件的共享性，提供非直接使用远程计算机，使存储介质对用户透明和可靠高效地传送数据。简单的说，FTP就是完成两台计算机之间的拷贝，从远程计算机拷贝文件至自己的计算机上，称之为“下载（download）”文件。若将文件从自己计算机中拷贝至远程计算机上，则称之为“上传（upload）”文件。在TCP/IP协议中，FTP标准命令TCP端口号为21。FTP也是一个客户/服务器系统。用户通过一个客户机程序连接至在远程计算机上运行的服务器程序。依照 FTP 协议提供服务，进行文件传送的计算机就是 FTP 服务器，而连接FTP服务器，遵循FTP协议与服务器传送文件的电脑就是FTP客户端。用户要连上 FTP 服务器，就要用到 FPT 的客户端软件。实 验 内 容1.用自己的名字建立子目录。2.进入VB6.0，双击StandardEXE。3出现标准窗体，调整窗体大小到适当尺寸。4.工程名改为FtpTest,窗体名改为FrmMain, 窗体的caprion属性改为“文件传输程序”。5.添加TextBox控件，名字改为TextIP,Text属性为为服务器IP地址。6.添加TextBox控件，名字改为TextPort，Text属性为21，用以显示端口号。7.添加TextBox控件，名字改为TextUserName,Text属性为雷玉芬，用以显示服务器允许用户名。8.添加TextBox控件，名字改为TextPassWord,属性为空，PassWord的属性为“*”，用以显示密码。9.添加TextBox控件，名字改为TextUpFile,Text属性为空，用以显示上传文件路径和名称。10.添加TextBox控件，名字改为TextDownFile,Text属性为空，用以显示下载文件路径和名称。11.添加TextBox控件，名字改为TextState,Text属性为空，用以显示文件输出状态。12.添加CommandButton控件，Caption属性改为“连接”，用以连接服务器的IP地址。实 验 内 容13.添加CommandButton控件，Caption属性改为“上传文件”，用以向服务器发送文件。14.添加CommandButton控件，Caption属性改为“下传文件”，用以从服务器下载文件。15.添加7个Lable控件，属性分别为“服务器地址”，“端口”，“用户名”，“密码”，“上传文件”，“下传文件”，“状态”，用以显示Text控件的意义。16.添加Internet Transfer控件，名字改为FtpInt.程序代码：Private Sub Cmd_exit_Click()Unload MeEnd SubPrivate Sub Cmd_link_Click()Inet_ftp.CancelInet_ftp.Protocol = icFTPInet_ftp.URL = Text_ip.TextInet_ftp.RemotePort = 21Inet_ftp.UserName = Text_name.TextInet_ftp.Password = Text_name.TextIf Text_password.Text = Text_name.Text ThenInet_ftp.ExecuteElseMsgBox 密码输入有误，请重新输入！, vbOKOnly + vbExclamation 警告信息Text_password.Text = End IfEnd SubPrivate Sub Cmd_up_Click()在Text_up中输入路径，源文件名和目标文件名Inet_ftp.Execute , SEND & Text_up.TextEnd SubPrivate Sub Cmd_down_Click()在Text_down中输入源文件名，存储路径和目标文件名Inet_ftp.Execute , GET & Text_down.TextEnd SubPrivate Sub Inet_ftp_StateChanged(ByVal State As Integer)Text_state.Text = Inet_ftp.ResponseInfo 显示状态信息End Sub实 验 结 果 及 分 析文件传输程序界面：1. 运行程序，由于是一人使用本机，为了方便，将用户名和服务器都已在属性中更改，填写密码，在服务器开启的状态下，并且都已输入用户信息后，点连接。2. 在TextUpFile中输入路径，源文件名和目标文件名，如e：a.txt leiyufen.txt。点上传文件，即可在服务器指定访问目录中找到自己上传的文件3. 在TextDownFile中输入源文件名，存储路径和目标文件名，如leiyufen.txt e:lei.txt,点击下载文件，即可从服务器指定访问目录中下载源文件到自己指定的目的文件夹中，文件名为指定目标文件名。 分析：上传文件的目的地址和下载文件的源地址，都是FTP服务器指定的目录。FTP 客户端首先和FTP服务器的TCP 21端口建立连接，通过这个通道发送命令，客户端需要接收数据的时候在这个通道上发送PORT命令。 PORT命令包含了客户端用什么端口接收数据。在传送数据的时候，服务器端通过自己的TCP 20端口连接至客户端的指定端口发送数据。 FTP server必须和客户端建立一个新的连接用来传送数据。实验名称实验四：网线制作实验设备压线钳一把、测线仪一个、双绞线若干段、 RJ-45 水晶头若干 实 验 目 的1 了解常用网线的种类。2 掌握在各种应用环境下非屏蔽双绞线制作网线的方法及连接方法。3 掌握网线连通性测试方法。 实 验 原 理双绞线按其是否外加金属网丝套 的屏蔽层可分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线。从性价比和可维护性出发，大多数局域网使用非屏蔽双绞线 作为布线的传输介质来组网。 双绞线由根不同颜色的线分成对绞合在一起， 成对扭绞是因为，发送和接收的数据均以差分方式传输，当线路中出现干扰信号时，其对两根线的影响是相同的，因而在接收端还原差分信号时就可以屏蔽掉该干扰信号，减少和抑制外界的干扰，从而减少和抑制外界的干扰。在EIATIA568标准中，将双绞线按电气特性区分为：三类、四类、五类线。网络中最常用的是三类线和五类线，目前已有六类以上的。相应地,RJ45插头座也区分为三类或五类电气特性。RJ45水晶头由金属片和塑料构成，接头前端有8个凹僧，简称“SE”。凹槽内的金属触点共有8个，简称“8C”。特别需要注意的是RJ45水晶头引脚序号，当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是18，序号对于网络连线非常重要。 网线制作方法有两种： （ 1 ） 直通线：双绞线两边都按照EIAT/TIA 568B 标准连接水晶头。 （ 2 ） 交叉线：双绞线一边是按照EIAT/TIA 568A 标准连接，另一边按照 EIT/TIA 568B 标准连接水晶头。 用户可根据实际需要选用直通线或交叉线，各种使用情况如下（ PC PC ： 交叉线； PC HUB ： 直通线； HUB 普通口 HUB 普通口： 交叉线； HUB 级联口 HUB 级联口：交叉线）本实验使用直通线：双绞线两边都按照EIAT/TIA 568B 标准连接水晶头，线序：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕。在实际通信中，只用到双绞线八根铜线中的第1 、2 、3 、6 四条铜线。.第 25 页实 验 内 容 及 步 骤 1 、先用双绞线剥线器将双绞线的外皮除去3 厘米左右。 2 、将裸露的双绞线中的橙色对线拨向自己的左方，棕色对线拨向右方向，绿色 对线拨向前方，蓝色对线拨向后方。小心的剥开每一对线，按EIA TIA 568B 的标准( 白橙橙白绿蓝 白蓝绿白棕棕) 排列好。3 、把线整齐，将裸露出的双绞线用专用钳剪下，只剩约14mm 的长度，并剪齐 线头。将双绞线的每一根线依序放入RJ45 接头的引脚内，第一只引脚内应该放 白橙色的线，其余类推。4 、确定双绞线的每根线已经放置正确，并查看每根线是否进入到水晶头的底部 位置。如到了底部就可以用RJ45 压线钳压接RJ45 接头。这样RJ45 头就制作 完成了。 5 、用RJ45 压线钳压接RJ45 接头，把水晶头里的八块小铜片压下去后，使每 一块铜片的尖角都触到一根铜线，这样制作完成了一个RJ45 头。同样完成另一 端的RJ45 接头。 6 、最后用测试仪测试一下通断性。实 验 结 果 及 分 析本次实验李然老师首先为我们演示了一遍，制做的很快，而且网线也测试通过。我本以为会很简单，可到自己做时，才发现只是看似简单，先是制作网线过程中各种不熟练导致花费了很多时间，再是最后将网线接到测线仪中，测试仪却显示出现了交叉和X，显然此网线制作失败。之后询问老师后我分析出问题的所在：有交叉表明制作的网线接头的线序出现了问题，虽然分线序时时正确的，可由于线没理顺，导致插入水晶头后线序出现了问题；有X表示相应的线未与金属头接好，在将线压入水晶头后，没有注意是否所有的线都进入到水晶头的底部。重新制作过程中，吸取第一次教训，将线理顺，并且剪齐，插到水晶头后检查了线序和每根线是否已经入水晶头的底部，之后才用压线钳压接水晶头。因为把细节考虑到了，最终测线仪显示S和M都是一对一直连，并且没有交叉、短路了、X等的出现，这样表明网线制作成功。 实验名称实验五：路由器配置及组网实验设备路由器3台，PC机3台，直通线若干实 验 目 的10、 熟悉思科VPN路由器的基本组成和功能；11、 掌握路由器的基本配置及测试；12、 使用路由器实现跨网段连接，掌握RIP的配置过程。实 验 原 理路由器工作于OSI七层协议中的第三层，是用于网络互连的计算机设备，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到下一个目的地址。因此，路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址，若找到了目的地址，就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址，同时IP数据包头的TTL域也开始减数，并重新计算校验和。当数据包被送到输出端口时，它需要按顺序等待，以便被传送到输出链路上。因此路由器须具有存储、转发、寻径功能。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。故选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着路由表，供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。路由器为了获得路由表，通常使用RIP。RIP的特点：（1）仅和相邻的路由器交换信息。（2）路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息。 （3）按固定时间交换路由信息。实 验 内 容（一）路由器的基本配置实验1、按下图组建网络。Router1Router2Wan1Wan1PC机1PC机2使用一条直通网线将“Router1”和“Router2”相连，两个路由器都选用了“Wan1”口。另任选一“Lan”口和PC机相连，以完成相应配置。2、配置Router1(Router2)1）在PC机1(PC机2)上打开浏览器，在地址栏内输入“”，输入用户名“admin”，密码“admin”进行登录2）登录后观测“Port Statistics”端口状态显示是否正确（占用的口呈现绿色），如不正确，再次进行复位操作。3）进入“setup”配置页面中的“Network”子页面开始进行配置。配置参数如下：Device IP Address： （）Subnet mask：DualWAN/DMZ Setting选择“Duan Wan”Wan1(Wan2)设置 static IPSpecify Wan IP Address：()Subnet Mask：Default Gateway Address：()DNS Server：()4）“setup“配置页面的“advanced”子页面配置如下：Working Mode 选择“Router“模式RIP选择“Enabled“5）进入“firewall“页面关闭防火墙，修改路由器密码7)至此，两台PC机的配置已经完成，可以使用“ping“命令进行测试 (备注：用“（）”注明部分为Router2配置与Router1配置不同的部分，其他相同)实 验 内 容（二）环网RIP实验1.按照下图组建网络2.对路由器和PC机逐一进行配置1)进入Setup配置页面的Network子页面进行设置：Router1： （Router2、 Router3）Device IP Address： （、） subnet mask： （、）Wan1 ： static IP （ static IP、static IP）Specify Wan IP Address ： （、）Subnet Mask： （、）Default Gateway Address： （、）DNS Server（Required）： （、）Wan2 ： static IP （static IP、static IP）Specify Wan IP Address ： （、）Subnet Mask： (、)Default Gateway Address： (/)DNS Server（Required）： (/)2）关闭3个路由器的防火墙3）将3个路由器的system management配置页面中的DaulWAN设置为“Load Balance“4）对PC机进行网络配置，配置按照所连接的路由器进行配置，配置方式与上一环节相同。3.配置完成，采用“ping“命令进行测试1）断开Router1和Router2之间直接相连的直通线，测试PC1是否可以ping通PC2。2)恢复Router1和Router2之间的网络连接，断开Router1和Router3之间直接相连的直通线，测试PC1是否可以ping通PC3。 3) 恢复Router1和Router3之间的网络连接，断开Router2和Router3之间直接相连的直通线，测试PC2是否可以ping通PC3。实 验 结 果 及 分 析（一）路由器的基本配置实验结果：（二）环网RIP实验结果：仅断开Router1和Router2；PC1 ping PC2：仅断开Router1和Router3，PC1 ping PC3：仅断开Router2和Router3，PC2 ping PC3：实验名称实验六：网络通信综合实验实验设备C8051F单片机、PC机实 验 目 的1、熟悉C8051硬件结构及软件编程方法2、掌握TCP、IP、HTTP、UDP和ARP等协议的内容及用单片机实现TCP/IP协议的基本方法实 验 原 理TCP/IP 工作原理在源主机上应用层将一串字节流传给传输层; 传输层将字节流分成 TCP 段, 加TCP 包头交给 IP 层; IP 层生成一个包, 将 TCP 段放入其数据域, 并加上源和目的主机的 IP 地址后, 交给网络接口层, 再交数据链路 层, 数据链路层在其帧的数据部分装上IP 包, 发往目的主机或 IP 路由器处理. 在目的主机处, 数据链路层将数据链路层帧头去掉, 将 IP 包交给网络接口层再交 IP 层, IP 层检查IP 包头, 如果包头中的检查和计算出来的不一致, 则丢弃该包; 如果检查一致, IP 层去掉 IP 头, 将 TCP 段交给 TCP 层, TCP 层检查顺序号来判断是否为正确的TCP 段; TCP 层检查 TCP 包头, 如果不正确就抛弃, 若正确就向 主机发送确认; 目的主机在传输层去掉 TCP 头, 将字节流传给应用程序.单片机实现流程图：HTTP协议是基于请求/响应范式的。一个客户机与服务器建立连接后，发送一个请求给服务器，请求方式的格式为，统一资源标识符、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。相对于TCP协议，UDP协议的另外一个不同之处在于如何接收突发性的多个数据报。在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。它就是通过地址解析协议获得MAC地址。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标M