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计算机网络实验指导书
《数据通信与计算机网络》
实验指导书
前言
《数据通信与计算机网络》是通信工程专业一门重要的专业课,属核心必修课。
本课程技术性、系统性和实践性强,涉及到数据通信的相关概念;信源、信道的编码的相关知识;通信协议以及计算机网络的相关概念、TCP/IP协议的基本原理、局域网相关概念。
因此课堂教学应该与实践环节紧密结合。
《数据通信与计算机网络》力求在理论教学和实践环节有所突破,使学生学好网络理论知识,对TCP/IP协议族和数据通信的相关知识有一个全面深入的认识,掌握TCP/IP协议族构成,并能在此基础上,通过编程实践和网络命令及常用工具软件的具体操作,提高学生对数据通信知识的掌握及计算机网络的认识。
本实验课程中的网络编程采用WINDOWS操作系统下的VB、VC或其它高级语言作为开发工具,编程实现基于socket的通信。
通过本实验,使学生能深刻理解TCP/IP协议簇中各主要协议的相互关系。
本实验课程中基于通信网络通信协议的编写以及对信道编码C语言编程实现的实验,加深对数据通信相关知识与技能的掌握和运用。
同时在本门课程中也涉用到常用网络工具与命令使用的实验,加深同学对网络知识的认识,提高学生的动手能力。
目录
前言I
目录II
实验1ping命令的使用实验1
一、实验目的1
二、实验内容1
三、实验步骤1
实验2Sniffer抓包软件使用实验2
一、实验目的2
二、实验内容2
三、实验步骤2
实验3路由器配置实验6
一、实验目的6
二、模拟器介绍6
三、实验内容6
四、实验步骤6
实验3-1:
基本配置6
实验3-2:
静态路由9
实验3-3:
动态路由11
实验3-4:
标准访问控制列表12
实验4思科模拟器以太组网实验14
一、实验目的14
二、实验内容14
三、实验步骤14
实验5思科模拟器网络互连组网实验18
一、实验目的18
二、实验内容18
三、实验步骤18
附录Sniffer的使用25
实验1ping、arp、ipconfig命令的使用实验
一、实验目的
ping等命令是最基本的网络调试工具,掌握它的用法和使用目的。
二、实验内容
1、在一个联网的主机内使用ping命令。
如是LINUX,登陆用户后即可使用ping。
如是MS的windows,需要启动cmd命令进入DOS命令环境方可使用ping。
2、得到源点主机和目的点主机或目的路由器的IP地址,然后ping目的IP地址,了解从源点到目的点的联通状况。
三、实验步骤
1.通过ipconfig(LINUX是ifconfig)得到源点主机IP;
2.通过网管员或网络设计书得到目的点主机IP(或路由器的IP地址);
3.“ping目的IP地址”;
4.检查丢包率等。
四、实验报告要求
1.必须使用自己的计算机来使用这些命令,如没有计算机请到实验室寻找一个计算机来做这些实验;
2.在这个实验的计算机上,使用ipconfig检查本机的IP地址、掩码、网关地址等。
写出结果;
3.在这个实验的计算机上,使用ping分别检查本机到网关和新浪的路径联通性。
写出结果;
4.在这个实验的计算机上,使用arp检查网关的MAC地址。
写出结果;
5.实验报告内容:
1)班级姓名学号;2)实验计算机名称;3)以上三个命令的结果并写上结论。
实验2wireshark或sniffer抓包软件使用实验
一、实验目的
在通信软件编程和网络故障检查等领域,抓包软件十分有用。
本实验的目的是通过对它的学习和使用,来掌握对以太、IP、UDP、TCP、HTTP等协议的研究和学习。
二、实验内容
1、下载和安装抓包软件wireshark。
(略)
2、在桌面启动wireshark,开始执行它。
3、执行抓包开始和抓包结束;执行过滤设置。
4、分析抓到的数据包,开始分析它们。
5、从一个抓到的数据包中计算TCP报文的数据段长度等等。
三、实验步骤
1.从网上收集相关命令和软件的说明书、了解其功能及作用。
2.从网上收集相关命令和软件的使用方法。
3.下载相关软件、并安装到PC机。
4.动手使用相关命令及软件。
(附录是Sniffer的使用,但我们这次必须用wireshark)
1).打开wireshark,如下图所示,红框中第一个是选择需要抓包的网卡,如你的计算机有多个网卡的话需要做选择;第二个是抓包过滤设置,如你需要过滤你不希望抓去的包;第三个是重新开始新一轮的抓包;第四个是停止当前的抓包,便于开始分析;第五个重新开始当前的抓包;
2).进入抓包过滤设置,第一个红框是选择抓包的网卡,第二个红框过滤设置
3).点击CaptureFilter,可选择过滤策略。
软件自带了一些策略,可根据自带策略的语法添加自定义策略,如下图,自定义一个过滤telnet数据的策略。
4).如下图过滤出有关IP地址为115.230.210.26的数据包。
(本地地址10.3.23.1与外部服务器115.239.210.26进行TCP通信)
5).随便选取一个数据包,如下图,第二个红框中,第一行为数据包的概况,第二排是数据包的二层封装(数据链路层),第三行是数据包的三层封装(网络层),第四行是数据包的四层封装(传输层)。
6).点开数据包二层和三层部分,显示源MAC地址和源IP地址与本地主机的MAC与IP地址一致。
7).选择一个数据包点开数据包四层部分,显示出基本信息为,传输层协议为TCP协议,源端口为80,目标端口为1424,TCP数据部分长度为1440byte
四、实验报告要求
1.必须使用自己的计算机来完成这个实验,如没有计算机请到实验室寻找一个计算机来做这些实验;
2.在这个实验的计算机上,随意使用IE、QQ即时通、QQ音乐等三五个应用;
3.根据以上指示使用wireshark,随意找出一个报文进行分析;
4.你抓取的报文的链路层是什么?
网络层是什么?
传输层是什么?
应用层是什么?
写出结果;
5.实验报告内容:
1)班级姓名学号;2)实验计算机名称;3)分析的报文内容如下:
a)以太网络的目的地址和源地址;b)ip包的目的地址和源地址、头部长度、检查和、总长度、运输的是什么类型的数据;c)是TCP还是UDP?
写出其报文头部;d)传输层的数据长度是多少?
实验3路由器配置实验
一、实验目的
学会路由器的基本配置。
二、模拟器介绍
本实验采用sybex公司的路由器模拟器&sybex-router,它包含以下设备:
1.Cisco2611路由器三台
2.运行终端模拟程序PC两台
3.Cisco1900交换机一台
三、实验内容
共分为四个实验:
实验3-1:
基本配置
实验3-2:
静态路由
实验3-3:
动态路由
实验3-4:
访问控制列表
四、实验步骤
实验3-1:
基本配置
本实验所讨论命令
●enable
●disable
●enablesecret
●enablepassword
●interface[interface]
●noshutdown
●ipaddress[address][mask]
●clockrate
●hostname
●copyrunstart
网络拓扑:
实验内容
登陆到一台cisco路由器
1.键入enable进入特权模式
Router>enable
Router#
2.键入disable从特权模式返回用户模式
Router#disable
Router>
3.键入logout推出控制台
Router>loguout
收集的基本路由信息
1.系统基本硬件的基本配置以及软件版本,配置文件的名字和来源和引导映象
Router#showversion
2.查看路由器当前配置
Router#showrunning-config
设置口令
1.设置路由器上的两个启用口令
Router(config)#enablesecret****
Router(config)#enablepassword****
2.enablesecret将取代enablepassword口令
3.设置路由器上的控制台口令
Router(config)#lineconsole0
Router(config-line)#login
Router(config-line)#password****
4.设置路由器上的telnet口令
Router(config)#linevty04
Router(config-line)#login
Router(config-line)#password****
配置路由器接口
1.连接到一台路由器并进入全局配置模式。
键入interface?
查看该路由器上所有可用的接口。
Router(config)#interface?
2.键入interfaceserial?
。
输出显示路由器的串行接口数量。
Router(config)#interfaceserial?
3.键入interfaceserial1,该命令选择了串口1,就会那个接口的接口配置中。
Router(config)#interfaceserial1
Router(config-if)#
4.键入interfaceethernet1,该命令选择了以太网口1,就会那个接口的接口配置中。
Router(config)#interfaceethernet1
Router(config-if)#
激活一个接口
1.键入showinterfaceEthernet0可以看见它是否管理性关闭。
Router(config)#showinterfaceEthernet0
2.用noshutdown命令激活接口。
Router(config-if)#noshutdown
3.在所有接口上发布noshutdown命令配置该路由器以启用所有接口。
在接口上配置一个ip地址
用ip地址172.16.10.2/24配置ethernet0接口
Router(config)#inte0
Router(config-if)#ipaddress172.16.10.2255.255.255.0
Router(config-if)#noshut
注意,用noshut命令打开一个接口。
串行接口命令
要配置串行接口,需要讨论几个细节。
通常,接口将接到一个CSU/DSU类型的设备,此设备为线路提供时钟。
在实验室环境下,一端必须提供时钟。
这将是电缆的数据通信设备(DCE)端。
用clockrate命令配置一个DCE串行接口
Router#configt
Router(config)#ints0
Router(config-if)#clockrate64000
注意,clockrate命令以比特每秒为单位。
设置路由器主机名
可以用hostname命令设置路由器主机名。
这只是局部有意义,意味着它不影响该路由器如何执行在互联网上的名称的查找。
Router#configt
Router(config)#hostnamecisco
cisco(config)#
保存配置
可以使用copyrunning-configstartup-config命令手工从DRAM保存文件到NVRAM。
也可以使用快捷方式copyrunstart。
Router#copyrunstart
Destinationfilename[startup-config]?
回车
Buidingconfiguration…
这会将创建的文件放入NVRAM,下次路由器启动时将使用NVRAM。
实验3-2:
静态路由
本实验所讨论命令
●iproute[destination_network][mask][next-hop_address]
●noshut
●noiproute[destination_network][mask][next-hop_address]
●shiproute
●iproute0.0.0.00.0.0.0[next-hop_address]
网络拓扑:
实验内容
当一个管理员手工地将路由添加到每台路由器地路由表中时,这就是静态路由。
添加一个静态路由到路由表的命令是
iproute[destination_network][mask][next-hop_address]
删除一个静态路由到路由表的命令是
noiproute[destination_network][mask][next-hop_address]
下面列出了对每个命令的描述:
iproute用于创建静态路由的命令。
Destinationnetwork在路由表中要放置的网络号
Mask在这一网络上使用的子网掩码。
Next-hopaddress下一跳路由器的地址,即接收数据包并转发到远程网络的下一跳路由器的地址。
这是一个与本路由器直接相连的下一跳路由器的接口
查看路由表
路由器被配置完成后,可以使用showrunning-config和showiproute命令查看这些静态路由。
Router#shiproute
默认路由
使用默认路由可以转发那些带有不在路由表中列出的远端目的网络的数据包到下一跳路由器。
在存根网络上可以只使用默认路由,即那些与外界只有一个输出连接的网络。
Iproute0.0.0.00.0.0.0[next-hop_address]
注意,必须从路由器上删除掉已经存在的静态路由,然后再添加这个默认路由。
实验3-3:
动态路由
本实验所讨论命令:
●rouerrip
●network[address]
网络拓扑:
实验内容:
动态路由
使用协议查找并更新路由表的配置就是动态路由(这比使用静态或默认路由容易,但它需要一定的路由器CPU处理时间和网络连接带宽)。
路由协议定义了路由器与相邻路由器通信时所使用的一组规则。
路由信息协议(RIP)时一个真正的距离矢量路由选择协议。
它每隔30秒就送出自己完整的路由表到所有激活的接口。
RIP只使用跳计数来决定到达远程网络的最佳方式,并且在默认时它所允许的最大跳数为15跳,也就是说16跳的距离将被认为是不可达的。
在小型网络中,RIP会运转良好,但是对于慢速WAN链接的大型网络或者对于安装大量路由器的网络来说,它的效率就很低了。
配置RIP
使用routerrip命令和network命令来添加RIP路由选择协议。
这个network命令告诉路由选择协议要通告的是哪一个网络。
Router#configt
Rouer(config)#rouerrip
Rouer(config-router)#network172.16.0.0
Rouer(config-router)#^Z
注意,RIP有一个值为120的管理距离。
默认时静态路由的管理距离为1,由于目前已经配置有静态路由,使用RIP信息的路由表将不会被传播。
你需要做的第一件事情就是删除每台路由器上的这些静态路由。
使用noiproute命令可以完成这一工作。
实验3-4:
标准访问控制列表
本实验所讨论命令:
●access-list[1~99]
●access-list[1~99]permit/deny[address][wildmask]
●ipaccess-group[1~99]in/out
●shaccess-list
●shrun
网络拓扑:
实验内容:
访问控制列表
访问列表基本上是一系列条件,这些条件控制对一个网段的访问也控制来自此网段的访问。
访问列表可以过滤不必要的数据包,并用于实现安全策略。
通过恰当地使用访问列表,管理员具有了实现任何创造性地访问策略能力。
IP访问列表工作原理是包过滤,包比较,被分类并遵照规定行事。
一旦创建了列表,可以在任何接口上应用入站(inbound)或出战(outbound)流量。
应用一个访问列表将导致路由器在指定的方向分析每个通过那个接口地数据包,从而相应地采取行动。
标准的ip访问列表
标准的ip访问列表通过使用ip包中的源ip地址过滤网络。
可以使用访问列表1~99创建标准的访问列表。
标准的ip访问列表的配置
1.登陆路由器并输入configt进入全局配置模式。
Router#configt
2.从全局模式下,输入access-list?
获得各种有效访问列表清单。
Router(config)#access-list?
3.选择一个可以选择创建ip标准访问列表的号码。
这是一个1到99之间的数。
Router(config)#access-list[1~99]?
4.选择允许/拒绝主机或者网段。
Router(config)#access-list[1~99]permit/deny[address][wildmask]
5.将创建的访问列表应用到一个接口使它进行工作
Router(config)#int[interface]
Router(config-if)#ipaccess-group[1~99]in/out
6.用下列命令验证访问列表
Router#shaccess-list
Router#shrun
测试从PC_B到其他接口及PC_A的连通性。
PC1无法访问任何地方。
四、实验报告要求
1.必须使用自己的计算机来完成这个实验,如没有计算机请到实验室寻找一个计算机来做这些实验;
2.根据配置静态路由和动态路由,写出你对这2种路由选择协议的感觉;
3.实验报告内容:
1)班级姓名学号;2)实验计算机名称;3)配置IP地址的主要命令;4)配置静态路由的主要步骤以及测试的正确性方法;5)配置动态路由的主要步骤以及测试的正确性的方法;6)写出2种路由选择协议的应用、使用体会;
实验4思科模拟器以太组网实验
一、实验目的
掌握以太网络的组网方法和配置。
二、实验内容
1、下载和安装思科模拟器。
(略)
2、在桌面启动思科模拟器,开始执行它。
3、假设这个以太网络含有2台交换机及若干主机,用模拟器组成一个以太网络。
4、配置好IP地址后,用ping命令来测试其联通性。
三、实验步骤
1.组网的假设。
交换机A和B互连,2台交换机分别连接2台PC,实现4台PC机的通信,如下图:
2.组网的步骤。
1).在模拟器上选取两台2960型号交换机以及4台PC,如下图:
选取交换机:
选取PC:
2).选用直通线将所选取的设备按照组网假设中的图进行连接,下图为直通线:
3.配置的步骤。
PC0-3分别配置上192.168.1.0/24网段内的IP地址以及掩码,如PC0的配置:
1).双击PC0图表,点击选择IPConfiguration,如下图:
2).选择Static静态IP地址配置,配置IP地址以及掩码,如下图:
4.测试的步骤。
选用一台PC通过ping命令测试到其他三台PC的连通性,如下图:
实验5思科模拟器网络互连组网实验
一、实验目的
掌握以太交换机和路由器的组网方法和配置。
二、实验内容
1、下载和安装思科模拟器。
(略)
2、在桌面启动思科模拟器,开始执行它。
3、假设有2个大楼,分别是2个以太网络,每个以太网络含有2台交换机及若干主机,用模拟器组成一个以太网络。
4、2个大楼之间很远,需要串口线连接起来,形成一个WAN,采用2台路由器将2个LAN连接在一起,形成LAN-WAN-LAN结构。
5、配置好IP地址后,用ping命令来测试其联通性。
三、实验步骤
1.组网的假设(假设用动态路由协议)。
R1与R2为两台出口路由器,192.168.1.0/24与192.168.2.0/24两个网段分别是R1与R2的内网;R1与R2之间通过广域网互联(帧中继)。
2.组网的步骤(含IP地址的分配)。
1).在模拟器上选取2台路由器、2台2960交换机、1个帧中继模拟云图以及4台PC,如下图:
选取路由器:
选取交换机:
选取帧中继模拟云图:
选取PC:
2).选用直通线将Switch1与R1的F0/0接口相连,Switch2与R2的F0/0接口相连;选用直通线将PCA、PCC与Switch1相连,PCB、PCD与Switch2相连,
选用DTE串行线R1的S2/0接口与云图S0接口相连,R2的S2/0接口云图S1接口相连(先将线接到路由器接口,再连接到云图上的接口);
注意:
此处有两种串行线,一种为DTE一种为DCE,DCE会提供时钟频率保证同步通信,DTE进行协商;2台设备互联的链路接口不能同为DCE或同为DTE,一端为DCE另一端必然为DTE,反之亦然;
最终形成组网假设中显示的top图
3).R1的F0/0接口为192.168.1.0/24网段的网关,指定它的地址为192.168.1.254/24;R2的F0/0接口为192.168.2.0/24网段的网关,指定它的地址为192.168.2.254/24;R1与R2互联部分看做是一个点到点网络,因此给R1的S2/0接口分配地址205.15.34.1/30,R2的S2/0接口分配地址205.15.34.2/30
3.路由器的配置步骤。
R1配置:
1).进入配置模式
R1>en###进入特权模式
R1#conft###进入全局配置模式
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
R1(config)####全局配置模式
2).接口配置:
R1(config)#interfaceFastEthernet0/0###进入R1的F0/0配置该接口
R1(config-if)#ipaddress192.168.1.254255.255.255.0###配置F0/0的IP地址
R1(config-if)#noshutdown###打开该接口
R1(config-if)#exit###退出F0/0接口
R1(config)#interfaceSerial2/0###进入S2/0接口
R1(config-if)#ipaddress205.15.34.1255.255.255.252###配置S2/0的IP地址
R1(config-if)#encapsulationframe-relay###将S2/0封装成帧中继接口
R1(config-if)#frame-relayinterface-dlci100###设置帧中继接口的DLIC号
R1(config-if)#exit###退出接口配置
3).路由配置:
R1(config)#routerrip
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