计算机网络(16课时)实验指导书

计算机网络试验指导手册计算机网络与通信试验指导手册\l“_TOC_250012“试验1生疏和建立网络环境〔PacketTracer软件的根本应用〕 1\l“_TOC_250011“1、通过集线器网络拓扑了解PacketTracer工作界面 1\l“_TOC_250010“2、使用协议分析器查看帧 9试验2：集线器和交换机的工作原理 11\l“_TOC_250009“1、搭建试验平台，配置根本的网络参数，测试网络的连通性及交换机MAC地址映射表的变换状况 11\l“_TOC_250008“2、理解交换机、集线器对报文的不同处理过程 16试验3IP地址实训 21\l“_TOC_250007“试验4地址解析协议ARP 22\l“_TOC_250006“1、试验拓扑图： 22\l“_TOC_250005“2、试验过程 22\l“_TOC_250004“试验1：观看ARP报文大事 22\l“_TOC_250003“试验2、ARP与远端网络 24\l“_TOC_250002“试验5以太网帧、IP包、UDP报文、TCP报文的格式及构成 29\l“_TOC_250001“试验6数据在网络各层中的流淌及封装方式 31\l“_TOC_250000“试验7常用网络命令的使用〔选做〕 321计算机网络试验指导手册1生疏和建立网络环境〔PacketTracer软件的根本应用〕【试验目的】PacketTracer模拟器软件；法。TCP/IPping和检查MAC表。【试验内容】试验拓扑图：通过集线器网络拓扑了解PT工作界面Tracer(简写为PT)是一个强有力的、动态演示了在网络中使用的各种各样的协、ICMP、ARP，四层如TCP、UDP，路由协议也可以被跟踪演示。通络拓扑，并构建自己的网络拓扑图。1PacketTracer工作界面第一步：运行PacketTracer软件，界面如图1.1所示。1计算机网络试验指导手册图1.1PT主界面其次步：点击主界面左下角的设备区域选择相关设备。建立如图1.3PC〔留意连〕2计算机网络试验指导手册1、图1.3网络拓扑构造第三步，依据表1.1信息给每一台PC配置IP地址以及掩码等信息表1.1每一台PC配置IP地址以及掩码PCIP地址子网掩码PC11PC22PC33PC443计算机网络试验指导手册试验2：以太网帧格式【试验目的】络的连通性。配置根本的网络参数，观看以太网帧的格式【试验内容】1、图1.3网络拓扑构造第三步，依据表1.1信息给每一台PC配置IP地址以及掩码等信息表1.1每一台PC配置IP地址以及掩码PCIP地址子网掩码PC11PC22PC33PC44模式/PC0IPMAC从PC0发送一个报文给PC1；Ping/ICMPPingIPEchoRequest消息，通常用于测试两台设备2层、三层通信状况。当执行PING命令时，大多数操作系统将发送4－5个ICMPEchoEchoRequest消息之后，将回复一个ICMPEchoReply在PC0上执行命令：ping24计算机网络试验指导手册留意在PacketTracer中，既可以在PC的命令行中执行命令，也可以通过realtime后面的按钮即可 协议即可，如图1.4所示。图1.4协议的选择方式示。图1.5“Desktop”选项卡5计算机网络试验指导手册点击桌面上的“CommandPrompt”，弹出类似MS-DOSPC0令行执行“ping2”，如图1.6所示。图1.6在PC0的命令行中执行命令在模拟器模式下执行“ping”方法：点击“Capture/Forward”按钮，可以一步一步观看pingEditFilter”按钮，去除全部的协议(ShowAll/None)，然后再次只需要选择“ARP、ICMP”协议。单击右侧快捷工具栏上的 然后点击PC1，此时表示PC0给PC1发送报文(从前设定的ICMP报文)假设此时PC0的ARP表项为空，那么此时PC0先要发送ARPRequest报文，以建立PC1的ARP表项，如图1.7所示。6计算机网络试验指导手册图1.7PC0ARPRequest点击“Capture/Forward”按钮，可以看到该ARPRequest报文分别到达PC2PC3，PC1回应ARPPC31.8示图1.8ARPRequest7计算机网络试验指导手册如图1.9图1.9PC1回应ARPReply报文点击“Capture/Forward”按钮，该ARPReply被HUB发送到PC0、PC2、PC3，此时PC2PC3将丢弃该报文使用右侧快捷工具 查看PC0的ARP表项，可以觉察PC0已经建立了PC1的ARP表项，如图1.10所示图1.10PC0接收ARPRplay，并建立起PC1的ARP表项8计算机网络试验指导手册一旦PC0ARP表项建立起来之后，PC0下一步的工作就是给PC1发送HUBIP端口之外的全部端口，这个过程称为“泛洪”。图1.11HUB对全部报文实行泛洪的方式留意事项：从工具栏中选择“AddSimplePDU”工具 “Capture/Forward”按钮，可以一步一步观看ping命令执行过程；留意“AddSimplePDU”工具只是发送一个ICMPEchoRequest报文。留意集线器将把接收到的报文转发到除接收端口之外的全部端口。2、使用协议分析器查看帧〔留意，通过协议分析器查看数据在协议栈中的位置及封装格式，这是本课程试验要用到的留意功能。请同学们在做试验时认证观看、分析，加强对课本理论学问的理解〕假设想观看某个报文的具体信息，双击大事列表区中该报文Info就可以查看一个具体报文的具体信息，如图1.129计算机网络试验指导手册图1.12查看一个报文信息方式如图1.13图1.13帧的OSIModel显示模式10计算机网络试验指导手册试验3：集线器和交换机的工作原理【试验目的】络的连通性。MAC变换状况。观看数据帧的封装格式。理解交换机的交换原理。理解交换机、集线器对报文的不同处理过程。【试验内容】1、搭建试验平台，配置根本的网络参数，测试网络的连通性及交换机MAC地址映射表的变换状况第一步：建如图2.1所示拓扑构造图；2.1试验拓扑构造图依据表2.1PCIP〔可以自己设置其它的IP地址〕。表2.1每一台PC配置IP地址以及掩码PCIP地址子网掩码PC01PC12PC23PC31PC42PC531计算机网络试验指导手册集线器的工作原理从工具栏中选择“AddSimplePDU”工具( 后依次点击PC0、PC1，表示PC0pingPC1〔也可以切换到模拟器/simulation模式下，然后翻开PC机的命令行界面，输入ping目标ip地址〕，但是此时PC0还没有PC1ARP表项。ARP协议在ICMP报文之前发送，用于学习目的MAC地址对应的MAC地址，只有学习到目的IP地址对应的MACPC0首先发送一个ARPRequest报文。点击“Capture/Forward”按钮，可以一步一步观看ping命令执行过程。测试网络的连通性并完成表2.2。表2.2集线器工作原理及连通性测试表PC0 PC1

集线器〔HUB〕转发数据的方式PC0PC1PC2问题：通过试验结果可以验证集线器的工作原理是？交换机时MAC表是空的，没有任何表项，如图2.2所示：

)查看交换机的MAC表：此图2.2初始化时交换机的MAC地址表没有表项发送报文并观看MAC12计算机网络试验指导手册依据图2.2ARP、ICMP〔这里应当世模拟器工作模式：点击realtime后面的按钮即可 〕图2.2设置过滤条件仅允许ICMP、ARP协议报文从工具栏中选择“AddSimplePDU”工具( 后依次点击PC0、PC1，表示PC0pingPC1〔也可以切换到模拟器/simulation模式下，然后翻开PC机的命令行界面，输入ping目标ip地址〕，但是此时PC0还没有PC1ARP表项。ARP协议在ICMP报文之前发送，用于学习目的MAC地址对应的MAC地址，只有学习到目的IP地址对应的MACPC0首先发送一个ARPRequest报文。点击“Capture/Forward”按钮，可以一步一步观看ping命令执行过程。PC0发送一个ARPRequestPC0的ARPRequest报文之后，将依据“基于接收帧的源MACMAC如图2.3同时填写表2.3连通性测试表。图2.3PC0的ARPRequest报文到达交换机，交换机学习并建立MAC表项13计算机网络试验指导手册由于该帧是播送帧，交换机做泛洪处理。PC2、PC3图2.4图2.4交换机泛洪ARPRequest帧，PC2、PC3丢弃该帧址，并添加到MAC表，如图2.5所示：图2.5交换机接收到PC1的ARPReply，并学习到PC1的MAC地址此时ARPReply帧的源地址是PC1，目的MACPC0，如图2.6所示。14计算机网络试验指导手册图2.7PC1回应的ARPReply帧是单播帧该帧的目的MAC地址=0060.70EC.8310，在交换机中有相应的表项，称该帧的ARPReply帧从Fa0/1PC0接收到PC1ARPReply报文，学习到PC1的ARP2.8所示：图2.8交换机单播转发PC1的ARPReply帧测试网络的连通性并完成表2.3。15计算机网络试验指导手册表2.3交换机工作原理及连通性测试表交换机MAC交换机MAC交换机MACPC3地址映射表PC4地址映射表PC5地址映射表PC3变化状况变化状况变化状况PC4PC5问题：通过试验结果可以验证交换机的工作原理是？2、理解交换机、集线器对报文的不同处理过程HUB和交换机连接起来。设备连接：PCHUBPCHUB正确连接示意图如图3.1所示。图3.1正确的链接设备切换到模拟器工作模式，如图3.2所示。16计算机网络试验指导手册图3.2PacketTracer的模拟器工作模式1.3演示的是PC1发出的ARP报文到达集线器ARP1.5－图1.13是PC0给PC1发送ping图1.3集线器对转发报文实例17计算机网络试验指导手册18计算机网络试验指导手册交换机对报文的转发过程：19计算机网络试验指导手册20计算机网络试验指导手册5IP【试验目的】IP把握子网掩码的含义【试验内容】3—41、以三台为例，主机1ip0，子网掩码为；主机2的ip13ip2，子网掩码为，网关都为空，进展连通性测试。查看数据报的格式，及转发过程。2、 在上述配置的根底上，分别添加网关〔任凭添加，然后进展连通性测试，过测试能说明什么问题？此时这三台计算机能否上网？3、 在内容1的根底上，把各自的网关都设为50，进展连通性测试并访问外网，能否访问外网？由2和3能得出什么结论？4、 在3的根底上转变主机2和3的IP地址分别改为1，2，测试连通性，通过1、2、3的连通性测试和本次的连通性的比较能得出什么结论？5、 在1的根底上只转变主机2和3的子网掩码，分别为，24，进展连通性测试，能说明什么问题？6、32IP地址和子网掩码IP172.16.250.X，子网掩码为，三台主机进展连通性测试，并试着上外网。把默认网关都去掉，再进展连通性测试，并试着上外网？能得出什么结论？21计算机网络试验指导手册4地址解析协议ARP【试验目的】ARPARP、ICMP处理过程【试验内容】1、试验拓扑图：4.1试验拓扑构造2、试验过程试验1：观看ARP报文大事4.1建立试验环境并按表4.1配置各PC工作模式；表4.1每一台PC配置IP地址以及掩码PCIP地址子网掩码PC01PC12PC23PC34其次步：点击“AddSimplePDU”按钮，然后依次鼠标左键单击PC0、PC1，标识了报文的源主机是PC0，目的主机是PC1；报文；第四步：点击“Capture/Play”按钮，观看ARPRequest思考问题2计算机网络试验指导手册当PC0的ARP表中没有PC1的IP/MAC表项时，PC0pingPC1时将首先发送什么报文，假设PC0ARPPC1IP/MAC怎么样？为什么交换机对ARP网络中哪些设备将接收到ARP一个设备接收到ARPARPReply试验指南试验指南PC0pingPC1，实际上就是PC0给PC1ICMP恳求报文。在PC0送ICMPRequest的时候，PC0将检查自己的ARP表项中有没有PC1的IP对应的MACPC0那么PC0ARPPC1告知PC0：“PC1的MAC地址是多少”。泛洪处理；交换机在没有进展VlanEthernet0/0PC1PC2PC3router0的FastEthernet0/0都能收到PC0ARPRequest报文。一个设备收到播送报文之后，依据以太网帧头中类型字段“0806”，去掉帧头将LoadARP协议栈模块处理。ARPRequest报文中包含了目的IPIPMAC主机收到ARPIPARP者“关于他的MACARPReply报文。一个ARPRequest报文不会是恳求自身的MACCPUCPUIP、MAC一网段其他设备的MAC。〔即用ping4.2。表4.2ARP缓存表Ping目的主机)PC0->PC1PC0->PC2PC0->PC3PC1->PC0PC1->PC2PC1->PC3PC2->PC0PC2->PC1PC2->PC3PC3->PC0PC3->PC1PC3->PC2

PC0ARP PC1ARP PC2ARP PC3ARP23计算机网络试验指导手册试验2、ARP与远端网络4.1试验拓扑构造按图4.1建立网络环境，按表4.1配置各接口参数。表4.1每一台PC配置IP地址以及掩码PCIP地址子网掩码默认网关PC01PC12PC23PC34PC41PC52Router0左端口Router0右端口等到网络中全部网络连接都呈现绿色时，再次切换到模拟器工作模式；PDU”按钮，然后以PC0作为发送报文的源主机，PC4作为报文的摸的主机；在大事列表过滤器(EventListFilter)中，仅仅选择ARP、ICMP点击“AutoCapture/Play”按钮，观看ARPRequest1、思考问题PDU(协议数据单元)在网络中传输过程中，MAC为什么路由器会发送ARP2、试验指南依据交换原理，PDUPDUMACMACMAC址。PC0给PC4ICMP报文时，PC0/24网段，PC4在172.16.11/24网段。PC0PC4ICMP报文时，帧头的MAC如下：PC0ICMPRequest报文发送给router0的FastEthernet0/0，源MACPC0MAC0090.21C8.BA23，目的MACrouter024计算机网络试验指导手册FastEthernet0/0接口MAC0006.2a7e.391d；路由器将PC0ICMPRequest报文发送给PC4MACrouter0的FastEthernet0/1的接口MAC00E0.8F68.5653，目的MAC是PC4的MAC地址0001.4251.AA42；PC4PC0ICMPReply报文，在传输过程中MAC在试验1PC0要给某台主机发送ICMPRequest报文，首先检查自己的ARPIPMAC址，这个原则是基于目的主机与源主机在同一个网段；试验2PC0PC4PC0/24PC4在/24PC0PC0要将PDU首先发送给网段，本试验中的网关是router0的FastEthernet0/0(IP地=/24)；路由器收到PC0的ICMPEchoIP地址172.16..11.2查询路由表，匹配本地直连网段172.16..11.0/24身的ARP表，检索是否存在目的IP地址172.16..11.2MAC检索到，那么路由器将在目的IP地址172.16..11.0/24网段上发送ARPPC4ARPMAC，这样路由器就学习到了PC4的MAC地址。当PC0ICMPECHOARP表准确将报文传送到PC4；2.2PC发送ARPRequest报文解析网关的MAC地址25计算机网络试验指导手册图2.3路由器接口收到该ARPRequest报文图2.4PC0发送ICMPEcho报文26计算机网络试验指导手册图2.5路由器发送ARPRequest报文图2.6路由器建立了PC4的ARP表项依次测试个主机的连通性并记录个设备的arp表〔表4.2〕的变化状况。27计算机网络试验指导手册表4.2ARP缓存表PingPing(源主机->目的主机)PC0->PC1PC0->PC2PC0->PC3PC0->PC4PC0->PC5PC0->PC1PC0ARPPC1ARPPC2ARPPC3ARPPC4ARPPC5ARP路由器ARP表28计算机网络试验指导手册5以太网帧、IPUDPTCP及构成【试验目的】把握以太网帧的格式IP包的组成格式把握UDP报文和TCP报文的格式。【试验内容】1、试验拓扑构造5.1试验拓扑构造25.1建立网络环境，并配置各主机参数，如表5.1所示。PCIP地址子网掩码PC01PC12Server0〔效劳器〕3、配置web效劳器如图5.2所示，点击效劳器server，翻开配置界面启用效劳。29计算机网络试验指导手册图5.2 效劳配置进入仿真模式，在pc0或pc1的扫瞄器地址栏里输入效劳器的ip地址，翻开协议分析器，记录此过程和各层数据封装状况。4、配置DNS效劳器按如图5.3启用DNS效劳并配置资源记录〔即名称到IP地址的映射状况。图5.3DNS效劳配置pc0或pc1记录此过程和各层数据封装状况。30计算机网络试验指导手册试验6数据在网络各层中的流淌及封装方式【试验目的】理解在不同的网络设备或接口间转发数据包时数据包首部的变换；理解数据包的封装及协议的工作方式。【试验内容】1PT4.1/24网络各主机、路由器接口、Server0配置正确的静态IP地址及网络参数，在Server0中启用DHCP〔配置地址池网关等、Web、DNS等效劳。图4.1网络拓扑图2、为PC2设置为自动猎取IP地址，从PT模拟工作模式中查看从DHCP猎取IP的过程，记录此过程和各层数据封装状况。4、分别从PC0和PC2以域名访问服web效劳器，记录通信过程和各层数据封装状况。31计算机网络试验指导手册计算机网络试验指导手册7常用网络命令的使用〔选做〕【试验目的】学习常用网络命令的使用方法【试验重点及难点】PINGarparp的工作原理【试验指导】1、PINGpingpingicmpechoping的一方，要求对方响应并答复该数据包，对方收到后，固然就老狡猾实地答复你了，或许大家惊异，为什么从ping的结果中ipicmp响应并不能简洁地用icmp进展封包就进展传输，而是要经过ip协议进展封装并传输的，学过tcp/ip的人都知道，在ip协议对数据包进展封装的时候，会自动将目的地ip地址了。依据缺省设置，Windows上运行的Ping命令发送4个ICMP〔网间把握报文协议〕回送恳求，每个324个回送应答。PingTTL〔TimeToLive〕值Ping能够以毫秒为单位显示发送回送恳求到返回回送应答之间的时间量。假设应答时间短，表示数据报不必通过太多的路由器或网络连接速度比较快。Ping还能显示TTL〔TimeToLive存在时间〕值，你可以通过TTL值推算一下数据包已经通过了多少个路由器：源地点TTL起始值〔就是比返回TTL略大的一2的乘方数〕-TTLTTL119TTL起始1289个路由器网段128-11TTL246TTL起始值2569个路由器网段。通过Ping检测网络故障ping--这个Ping命令被送到本地计算机的IP软件，该命令永不退出该计算机。假设没TCP/IP的安装或运行存在某些最根本的问题。pingIP--这个命令被送到你计算机所配置的IPPing命令IP地址。ping局域网内其他IP--返回。收到回送应答说明本地网络中的网卡和载体运行正确。但假设收到0个回送应答，那么表示子网掩码〔IP地址的网络局部与主机局局部开的代码〕不正确或网卡配置错误或电缆系统有问题。ping网关IP--这个命令假设应答正确，表示局域网中的网关路由器正在运行并能够作出应答ping远程IP--假设收到4Internet〔ISPDNS会有问题。pinglocalhost--localhost的别名，每太计算机都应当能够将该名字转换成该地址。假设没有做到这一带内，则表示主机文件〔/Windows/host〕中存32计算机网络试验指导手册在问题。ping“://yahoo/“yahoo对这个域名执行Ping...地址，通常是通过DNS效劳器假设这里消灭故DNSIPDNS效劳器有故障〔对于拨号上网用户，某些ISPDNS效劳器了IP地址的转换功能。ping的几个参数〔这里针对几个比较有用的讲一讲：options:-tping对方，直到按ctrl+c完毕-aip地址留意：这个参数只有在局域网内才起作用的-ncount这个参数可以定制数据echo恳求数据包的发送个数，例如上面，我使用-n1-lsize该参数定制发送数据包的大小，windows65500，命令格式：pingip-l65500默认发送的数据包大小为32bytes-ittl这是用来设置生命周期〔ttl〕的-rcount这个参数类似tracert，作用就是记录经过的路由器，拿个例子来：c:\>ping-r1-n1pingingwith32bytesofdata:replyfrom:bytes=32time<10msttl=128route:pingstatisticsfor:packets:sent=1,received=1,lost=0(0%loss),approximateroundtriptimesinmilli-se