计网实验所有.docx
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计网实验所有
27计科0911邓丽
实验一:
以太网的组成
一.实验目的:
1.把握以太网的报文格式
2.把握MAC地址的作用
3.掌握MAC广播地址的作用
4.掌握LLC帧报文格式
5.掌握仿真编辑器和协议分析器的使用方法
二.实验类型:
验证性实验
三.实验原理:
(1).两种不同的MAC帧格式。
经常使用的以太网MAC帧格式有两种标准,一种是DIXEthernetV2标准;另一种是IEEE的标准。
目前MAC帧最经常使用的是以太网V2的格式。
以下图画出了两种不同的MAC帧格式.
1、
(2)、MAC层的硬件地址
2、在局域网中,硬件地址称物理地址或MAC地址,是数据帧在MAC层传输的一个超级重要的标识符。
3、网卡从网络上收到一个MAC帧后,若是是发往本站的帧就收下;不然就将此帧抛弃。
那个地址“发往本站的帧”包括以下三种帧:
单播(unicast)帧(一对一),另一个站点的帧。
广播(broadcast)帧(一对全部),即发送给所有站点的帧(全1地址)。
多播(multicast)帧(一对多),即发送给一部份站点的帧。
4、实验网络配置。
这次实验采纳的是网络结构一:
四.实验步骤:
练习一:
编辑并发送LLC帧
本练习将主机A和B作为一组,主机C和D作为一组,主机E和F作为一组。
现仅以主机A和B为例,说明实验步骤。
1.主机A启动仿真编辑器,并编写一个LLC帧。
目的MAC地址:
主机B的MAC地址。
源MAC地址:
主机A的MAC地址。
协议类型和数据长度:
能够填写001F。
类型和长度:
能够填写001F。
操纵字段:
填写02。
用户概念数据/数据字段:
AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDDD。
2.主机B从头开始捕捉数据
3.主机A发送编辑好的LLC帧。
4.主机B停止捕捉数据,在捕捉到的数据中查找主机A所发送的LLC帧,帧内容。
a)记录实验结果。
帧类型
发送序号N(S)
接受序号N(R)
信号帧10
02
000
5、简述“类型和长度”字段的两种含义。
答:
这一字段概念为长度或类型字段。
若是字段的值小于1518.它确实是长度字段;另一方面,若是字段的值大于1536,它概念一个封装在帧中的PDU分组的类型。
6、将第1步中主机A已编辑好的数据帧修改成“未编号帧”,重做第二、3、4步。
b).记录实验结果。
7、帧类型
8、类型
9、修改量
无编号帧11
00
000
练习二:
编辑并发送MAC广播帧1.主机E启动仿真编辑器。
2.主机E编辑一个MAC帧,目的MAC地址:
FFFFFF-FFFFFF。
源MAC地址:
主机E的MAC地址。
协议类型或数据长度:
大于0x0600。
数据字段:
编辑长度在46—1500字节之间的数据。
主机A、B、C、D、F启动协议分析器,打开捕捉窗口进行数据捕捉并设置过滤条件(源MAC地址为主机E的MAC地址)。
主机E发送已编辑好的数据帧。
主机A、B、C、D、F上停止捕捉数据,观察捕捉到的数据中是不是含有主机E所发送的数据帧。
结合练习二的实验结果,简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。
答:
全1的MAC地址,表示广播地址,表示发送给了网内的所有主机。
练习三:
领略真实的MAC帧。
本练习将主机A和B作为一组,主机C和D作为一组,主机E和F作为一组。
现仅以主机A和B为例,说明实验步骤。
主机B启动协议分析器,新建捕捉窗口进行数据捕捉并设置过滤条件(提取ICMP协议)。
主机Aping主机B;观察主机B协议分析器捕捉的数据包,分析MAC帧格式。
将主机B的过滤器恢复为默许状态。
将主机B、D、F的过滤器恢复为默许状态。
练习四:
明白得MAC地址的作用。
主机B、D、E、F启动协议分析器,打开捕捉窗口进行数据捕捉并设置过滤条件(源MAC地址为主机A的MAC地址)。
主机Aping主机C。
主机B、D、E、F上停止捕捉数据,在捕捉的数据中查找主机A所发送的数据帧,并分析该帧内容。
记录实验结果:
本机MAC地址
源MAC地址
目的MAC地址
是否收到,为什么
主机B
主机B的MAC
主机A的MAC
主机C的MAC
是,主机A与主机B接在同一共享模块
主机D
主机D的MAC
主机A的MAC
主机C的MAC
是,主机C与主机D接在同一共享模块
主机E
主机E的MAC
无
无
否,与主机A、C都不在同一共享模块
主机F
主机F的MAC
无
无
否,与主机A、C都不在同一共享模块
试探问题:
1.什么缘故IEEE802标准将数据链路层分割为MAC子层和LLC子层?
答:
由于局域网采纳的媒体有多种,对应的媒体访问操纵方式也有多种,为了使数据帧的传送独立于所采纳的物理媒体和媒体访问操纵方式,IEEE802标准特意把LLC独立出来形成单独子层,使LLC子层与媒体无关,仅让MAC子层依托于物理媒体和媒体访问操纵方式。
2.什么缘故以太网有最短帧长度的要求?
以CSMA/CD作为MAC算法的一类LAN称为以太网。
CSMA/CD冲突幸免的方式:
先听后发、边听边发、随机延迟后重发。
一旦发生冲突,必需让每台主机都能检测到。
关于最小发送间隙和最小帧长的规定也是为了幸免冲突。
考虑如下的情形,主机发送的帧很小,而两台冲突主机相距很远。
在主机A发送的帧传输到B的前一刻,B开始发送帧。
如此,当A的帧抵达B时,B检测到冲突,于是发送冲突信号。
假设在B的冲突信号传输到A之前,A的帧已经发送完毕,那么A将检测不到冲突而误以为已发送成功。
由于信号传播是有时延的,因此检测冲突也需要必然的时刻。
这也是什么缘故必需有个最小帧长的限制。
依照标准,10Mbps以太网采纳中继器时,连接的最大长度是2500米,最多通过4个中继器,因此规定对10Mbps以太网一帧的最小发送时刻为微秒。
这段时刻所能传输的数据为512位,也称该时刻为512位时。
那个时刻概念为以太网时隙,冲突时槽。
512位=64字节,这确实是以太网帧最小64字节的缘故。
实验二网际协议IP
一、实验目的
1.把握IP数据报的报文格式
2.2.掌握IP校验和计算方法
3.3.掌握子网掩码和路由转发
4.4.理解特殊IP地址的含义
5.5.理解IP分片过程
二、实验原理
(一)IP报文格式IP数据报是由IP首部加数据组成的。
IP首部的最大长度不超过60字节。
IP数据报文格式如以下图所示:
4位版本
4位首部长度
8位服务类型
16位总长度(字节数)
16位标识
3位标志
13位片偏移
8位生存时间
8位协议类型
16位首部检验和
32位源IP地址
32位目的IP地址
选项(如果有)
数据
(二)IP分片。
链路层具有最大传输单元(MTU)那个特性,它限制了数据帧的最大长度。
不同的网络类型都有一个上限值。
以太网一般是1500字节。
若是IP层有数据包要传输,而数据包的长度超过了MTU,那么IP层就要对数据包进行分片操作。
使每一片长度都小于MTU。
IP首部中“16位标识”、“3位标志”和“13位片偏移”包括了分片和重组所需的信息。
另外,当数据被分片后,每一个片的“16位总长度”值要改成该片的长度值。
(三)IP路由表
大部份网络层设备都存储着一张记录路由信息的表格,称为路由表。
它由许多条项目组成。
网络层设备收到数据报后,依照其目的IP地址查找路由表确信数据报传输的最正确途径(下一跳)。
然后利用网络层的协议从头封装数据报。
路由表的项目一样含有五个大体字段:
目的地址、网络掩码、下一跳地址、接口、气宇。
路由表按如下顺序匹配:
直接交付->特定主机交付->特定网络交付->默许交付。
(四)路由选择进程
路由选择模块从IP处置模块接收到IP分组后,利用该分组的目的IP地址同路由表中的每一个项目按特定的顺序(依照前面介绍的“路由表匹配顺序”)查找匹配项,当找到第一个匹配项后就再也不继续寻觅了,匹配路由表项的方式是将IP地址与路由表中的一个项目的“子网掩码”进行按位“与”操作,然后判定运算结果是不是等于该项目的“目的地址”,若是等于,那么匹配成功,不然,匹配失败。
路由选择模块的工作进程
三、实验步骤
主机B启动静态路由效劳(方式:
在命令行方式下,输入“staticroute_config”)。
依照拓扑结构图连接网络,利用拓扑验证检查连接的正确性。
练习一:
编辑并发送IP数据报
1、主机A启动仿真编辑器,编辑一个IP数据报,其中:
MAC层:
2、目的MAC地址:
主机B的MAC地址(对应于接口的MAC)。
源MAC地址:
主机A的MAC地址。
3、协议类型或数据长度:
0800。
IP层:
总长度:
IP层长度。
生存时间:
128。
源IP地址:
主机A的IP地址()。
目的IP地址:
主机E的IP地址()。
校验和:
在其他所有字段填充完毕后计算并填充。
IP在计算校验和时包括那些内容?
4、【说明】先使用仿真编辑器的“手动计算”校验和,再利用仿真编辑器的“自动计算”校验和,将两次计算结果相较较,假设结果不一致,那么从头计算。
IP在计算校验和时包括哪些内容?
答IP的首部查验和只查验数据报的首部,但不包括数据部份。
5、在主机B(两块网卡别离打开两个捕捉窗口)、E上启动协器,设置过滤条件(提取IP协议),开始捕捉。
6、主机A发送第1步中编辑好的报文。
7、主机B、E停止捕捉数据,在捕捉到的数据中查找主机A所发送的数据报,并回答以下问题:
第1步中主机A所编辑的报文,通过主机B抵达主机E后,报文数据是不是发生转变?
假设发生转变,记录转变的字段,并简述发生转变的缘故。
答发生了转变,因为它们再也不一个子网上。
8、将第2步中主机A所编辑的报文的“生存时刻”设置为1。
从头计算校验和。
9、主机B、E从头开始捕捉数据。
10、主机A发送第5步中编辑好的报文。
11、主机B、E停止捕捉数据,在捕捉到的数据中查找主机A所发送的数据报,并回答以下问题:
·主机B、E是不是能捕捉到主机A所发送的报文?
简述产生这种现象的缘故。
答主机B能,主机E不能,因为此报文的生存时刻太短,致使主机E无法捕捉到此报文。
四、实验总结与心得:
通过这次实验,我了解了关于IP的一些知识,比如IP数据报的报文格式、IP校验和计算方式、子网掩码和路由转发和IP地址的概念,分片。
这都为我以后的学习打定了必然的基础。
实验五
(1)用户数据报协议UDP
实验[验证性实验]目的
1.把握UDP协议的报文格式
2.掌握UDP协议校验和的计算方法
3.理解UDP协议的优缺点
实验原理
一.UDP报文格式。
每一个UDP报文称为一个用户数据报(UserDatagram)。
用户数据报分为两个部份:
UDP首部和UDP数据区.
二.UDP单播与广播
在UDP单播通信模式下,客户端和效劳端之间成立一个单独的数据通道。
从一台效劳端传送出的数据包只能由一个客户端接收,其大小还受限于数据包的最大上限。
受限的广播地址是。
该地址用于主机配置进程中IP数据报的目的地址,现在,主机可能还不明白它所在网络的网络掩码,乃至连它的IP地址也不明白。
已知网络主机的IP地址和子网掩码,能够算得指向主机所在子网的广播。
子网广播地址=(主机IP)“或”(子网掩码取反)。
三.UDP校验和的计算
下图给出了一个计算UDP校验和的例子。
这里假定用户数据报的长度是15字节,因此要添加一个全0的字节。
实验环境配置:
该实验
采用网络结构一。
说明:
IP地址分派规那么为主机利用原有IP,保证所有主机在同一网段内。
依照拓扑结构图连接网络,利用拓扑验证检查连接的正确性
练习一:
编辑并发送UDP数据报
本练习将主机A和B作为一组,主机C和D作为一组,主机E和F作为一组。
现仅以主机A和B为例,说明实验步骤。
1.主机A打开协议仿真编辑器。
编辑发送给主机B的UDP数据报。
练习二:
UDP单播通信
1.主机B、C、D、E、F上启动“开始/程序/网络协议仿真教学系统通用版/工具/UDP工具”,作为效劳器端,监听端口设置为2483。
2.主机C、E上启动协议分析器开始捕捉数据。
3.主机A上启动“开始/程序/网络协议仿真教学系统通用版/工具/UDP工具”,作为客户端,以主机C的IP为目的IP地址,以2483为端口,填写数据并发送。
4.观察主机B、C、D、E、F上的“UDP工具”接收的信息。
哪台主机上的“UDP工具”接收到主机A发送的UDP报文?
5.主机A上利用仿真编辑器向主机E发送UDP报文,其中:
“目的IP地址”设置为主机E的IP地址。
“目的端口”设置为2483。
“校验和”设置为0。
发送此报文,并回答以下问题:
主机E上的UDP通信程序是不是接收到此数据包?
UDP是不是能够利用0作为校验和进行通信?
6.将第6步中编辑的数据包的校验和修改成一个错误值,并将其发送。
7.看主机E协议分析器上捕捉的数据,并回答以下问题:
简述UDP的过失处置能力。
练习三:
UDP广播通信
1.主机B、C、D、E、F上启动“开始/程序/网络协议仿真教学系统通用版/工具/UDP工具”,作为效劳器端,监听端口设为2483。
2.主机B、C、D、E、F上启动协议分析器捕获数据,并设置过滤条件(提取UDP协议)
3.主机A上启动“开始/程序/网络协议仿真教学系统通用版/工具/UDP工具”,作为客户端,以为目的地址,以2483为端口,填写数据并发送。
4.察看主机B、C、D、E、F上的“UDP连接工具”接收的信息。
哪台主机接收到主机A发送的UDP报文?
5.观察协议分析器上捕捉的UDP报文,并回答以下问题:
主机A发送的报文的目的MAC地址和目的IP地址的含义是什么?
假设将主机A发送的报文的目的MAC地址改成某一主机的MAC地址,结果会如何?
什么缘故?
假设将主机A发送的报文的目的IP地址改成某一主机的IP地址,结果会如何?
什么缘故?
试探问题
在靠得住性不是最重要的情形下,UDP可能是一个好的传输协议。
试给出这种特定情形的一些例如。
UDP和IP的不靠得住程度是不是相同?
什么缘故是或什么缘故不是?
UDP协议本身是不是能确保数据报的发送和接收顺序?
实验五
(2)传输操纵协议TCP
实验[验证性实验]目的
1.把握TCP协议的报文格式
2.掌握TCP连接的建立和释放过程
3.掌握TCP数据传输中编号与确认的过程
4.掌握TCP协议校验和的计算方法
5.理解TCP重传机制
实验原理。
TCP报文格式
二.TCP连接的成立
TCP是面向连接的协议。
在面向连接的环境中,开始传输数据之前,在两个终端之间必须先建立一个连接。
对于一个要建立的连接,通信双方必须用彼此的初始化序列号seq和来自对方成功传输确认的应答号ack(指明希望收到的下一个八位组的编号)来同步,习惯上将同步信号写为SYN,应答信号写为ACK。
整个同步的过程称为三次握手,如图
三.TCP连接的释放。
关于一个已,TCP利用四次握手来终止通话(利用一个带有FIN附加标记的报文段)
四.TCP重传机制。
TCP每发送一个报文段,就对那个报文段设置一次计时器。
只要计时器设置的重传时刻到期,但尚未收到确认,就要重传这一报文段。
实验环境配置该实验采纳网络结构一
获取主机C的TCP端口列表,在“效劳器信息/端口”中填入主机C的一个TCP端口(大于1024);点击“连接”按钮进行连接。
观察主说明:
IP地址分派规那么为主机利用原有IP,保证所有主机在同一网段内。
依照拓扑结构图连接网络,利用拓扑验证检查连接的正确性。
练习一:
观察TCP连接的成立和释放
主机B、C、D启动协议分析器进行数据捕捉,并设置过滤条件(提取TCP协议)。
主机A启动仿真编辑器,进入TCP连接视图。
在“效劳器信息/IP地址”中填入主机C的IP地址;利用“端口扫描”机B、C、D捕捉的数据,填写下表。
TCP连接成立时,前两个报文的首部都有一个“maximumsegmentsize”字段,它的值是多少?
作用是什么?
结合协议规定的以太网最大帧长度分析此数据是如何得出的。
主机A断开与主机C的TCP连接。
观察主机B、C、D捕捉的数据,填写下表。
结合步骤3、5所填的表,明白得TCP的三次握手成立连接和四次握手的释放连接进程,明白得序号、确认号等字段在TCP靠得住连接中所起的作用
练习二:
利用仿真编辑器编辑并发送TCP数据包
本练习将主机A和B作为一组,主机C和D作为一组,主机E和F作为一组,现仅以主机A和B为例,说明实验步骤。
在本实验中由于TCP连接有超不时刻的限制,故仿真编辑器和协议分析器的两位同窗要默契配合,某些步骤(如计算TCP校验和)要求熟练、迅速。
为了实现TCP三次握手进程的仿真,发送第一个连接请求帧之前,仿真端主机应该利用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能来避免系统干扰(不然运算机系统的网络会对该请求帧的应答帧发出拒绝响应)。
通过手工编辑TCP数据包实验,要求明白得实现TCP连接成立、数据传输和断开连接的全进程。
在编辑的进程中注意体会TCP首部中的序列号和标志位的作用。
第一选择效劳器主机上的一个进程作效劳器进程,并向该效劳器进程发送一个成立连接请求报文,对应答的确认报文和断开连接的报文也编辑发送。
其步骤如下:
主机B启动协议分析器捕捉数据,设置过滤条件(提取http协议)。
主机A上启动仿真编辑器,在界面初始状态下,程序会自动新建一个单帧,能够利用仿真编辑器打开时默许的以太网帧进行编辑。
填写该帧的以太网协议首部,其中:
源MAC地址:
主机A的MAC地址。
目的MAC地址:
效劳器的MAC地址。
协议类型或数据长度:
0800(IP协议)。
填写IP协议头信息,其中:
高层协议类型:
6(上层协议为TCP)。
总长度:
40(IP首部+TCP首部)。
源IP地址:
主机A的IP地址。
目的IP地址:
效劳器的IP地址。
其它字段任意。
应用前面学到的知识计算IP首部校验和。
填写TCP协议信息,其中:
源端口:
任意大于1024的数,不要利用下拉列表中的端口。
目的端口:
80(HTTP协议)。
序列号:
选择一个序号ISN(假设85),以后的数据都依照那个来填。
确认号:
0。
首部长度和标志位:
5002(即长度20字节,标志SYN=1)。
窗口大小:
任意。
紧急指针:
0。
利用协议仿真编辑器的“手动计算”方式计算校验和;再利用协议仿真编辑器的“自动计算”方式计算校验和。
将两次计算结果相较较,假设结果不一致,那么从头计算。
TCP在计算校验和时包括哪些内容?
将设置完成的数据帧复制2份;修改第二帧的TCP层的“首部长度和标志”位为5010(即标志位ACK=1),TCP层的“序号”为85+1。
修改第三帧的TCP层的“首部长度和标志”位为5011(即标志位ACK=1、FIN=1),TCP层的“序号”为85+1。
在发送该TCP连接请求之前,先ping一次目标效劳器,让目标效劳器明白自己的MAC地址。
利用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能,为TCP\IP协议栈过滤掉收到的TCP数据。
点击菜单栏中的“发送”按钮,在弹出对话框当选择发送第一帧。
咱们假设接收字节序号为:
65,修改第二帧和第三帧的TCP层的“ACK确认序号”的值:
66。
计算第二帧的TCP校验和,将该帧发送。
对效劳器的应答报文进行确认。
计算第三帧的TCP校验和,将该帧发送。
断开连接,完成TCP连接的全进程。
协议分析器一端截获相应的请求及应答报文并分析,注意观看“会话分析”中的会话进程。
仿真端主机利用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能,恢复正常网络功能。
练习三:
TCP的重传机制。
本练习将主机A和B作为一组,主机C和D作为一组,主机E和F作为一组。
现仅以主机A和B为例,说明实验步骤。
主机B启动协议分析器开始捕捉数据并设置过滤条件(提取TCP协议)。
主机A启动仿真编辑器,进入TCP连接视图。
在“效劳器信息/IP地址”中填入主机B的IP地址;利用“端口扫描”获取主机B的TCP端口列表,在“效劳器信息/端口”中填入主机B的一个TCP端口(大于1024);点击“连接”按钮进行连接。
主机A向主机B发送一条信息。
主机B利用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能,过滤掉接收到的TCP数据。
主机A向主机B再发送一条信息。
主机B刷新捕捉显示,当发觉“会话分析视图”中有两条以上超时重传报文后,利用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能,恢复正常网络功能。
主机A向主机B再发送一条信息,以后断开连接。
主机B停止捕捉数据。
依据“会话分析视图”显示结果,绘制本练习的数据报交互图。
试探问题
试用具体例子说明什么缘故在运输连接成立时要利用三次握手。
说明如不如此做可能会显现什么情形。
利用TCP对实时话音数据的传输有无什么问题?
利用UDP在传送数据文件时会有什么问题?
TCP在进行流量操纵时是以分组的丢失作为产生拥塞的标志。
有无不是因拥塞而引发的分组丢失的情形?
如有,请举出三种情形。
实验六
(1)域名效劳协议DNS
实验[验证性实验]目的
1把握DNS的报文格式
2把握DNS的工作原理
3把握DNS域名空间的分类
4明白得DNS高速缓存的作用
实验原理
一、DNS报文格式
二、Internet域名空间的分类
在Internet中,域名空间划分为三个部份:
类属域、国家域和反向域。
1.类属域:
依照主机的类属行为的主机。
类属域的顶级符号包括com、edu、gov、int、mil、net、org等。
2.国家域:
按照国家定义注册的主机。
国家域的顶级符号包括cn、us、zw等。
3.反向域:
把一个地址映射为名字。
三、DNS高速缓存
当服务器向另一个服务器请求映射并收到它的响应时,它会在把结果发送给客户之前,把这个信息存储在它的DNS高速缓存中。
假设同一客户或另一个客户请求一样的映射,它就检查高速缓存并解析那个问题。
高速缓存减少了查询时刻,提高了效率。
实验环境配置。
该实验采纳网络结构一。
说明:
IP地址分派规那么为主机利用原有IP,保证所有主机在同一网段内。
本实验将主机A和B作为一组,主机C和D作为一组,主机E和F作为一组。
现仅以主机A和B为例,说明实验步骤。
依照拓扑结构图连接网络,利用拓扑验证检查连接的正确性。
练习一:
Internet域名空间的分类
类属域将主机A、B的“首选DNS效劳器”设置为公网DNS效劳器,目的是能够访问因特网。
①主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件(提取DNS协议)。
②主机A在命令行下运行“nslookup命令。
③主机B停止捕获数据。
分析主机B捕获到的数据及主机A命令行返回的结果,回答以下问题:
“对应的的IP地址是什么?
“域名的顶级域名的含义是什么?
国家域①主机B启动协议分析器开始捕捉数据并设置过滤条件(提取DNS协议)。
②主机A在命令行下运行“nslookup命令。
③主机B停止捕捉数据。
分析主机B捕捉到的数据及主机A命令行返回的结果,回答以下问题:
“对应的的IP地址是什么?
“域名的顶级、二级、三级域名的含义是什么?
反向域
①将主机A、B的“首选DNS服务器”设置为服务器的IP地址()。
②主机B启动
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