武汉大学运算机网络第9组实验报告.docx
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武汉大学运算机网络第9组实验报告
武汉大学运算机学院
课程实验(设计)报告
课程名称:
运算机网络(第9组E)
专业、班:
计科3班
姓名:
邱琳丹
学号:
00069
学期:
_2011-2012学年上学期__
实验
分数
一
二
三
附
总评
比例
30%
30%
40%
选做10%
100%
分数
(百分制)
成绩(教师填写)
PS.由于实验机D的软件无法进行实验,所以本人在E机上进行了相关实验,所有实验数据均为本人实验所得。
实验一网际协议IP
一、实验目的
一、掌握IP数据报的报文格式
二、掌握IP校验和计算方式
3、掌握子网掩码和路由转发
4、理解特殊IP地址的含义
五、理解IP分片进程
二、实验步骤
本次实验采用的是网络结构二。
网络结构如Error!
Referencesourcenotfound.所示。
图1网络结构二
在实际实验中,IP均按网段。
练习一:
编辑并发送IP数据包
这次练习中,具体IP地址如下:
主机A:
主机B:
R网卡:
;I网卡:
主机C:
主机D:
主机E:
主机F:
(事实上,C与D、E与F地位相同,能够说是“等效”)。
实验步骤如下:
1.主机A启动仿真编辑器,编辑一个IP数据报,其中:
MAC层:
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。
协议类型或数据长度:
0800。
IP层:
总长度:
IP层长度。
生存时刻:
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:
在本层其他所有字段填充完毕后自动/手动计算填充。
2.在主机B(两块网卡别离打开两个捕捉窗口)、E上启动协议分析器,设置过滤条件(提取IP协议),开始捕捉数据。
3.主机A发送第1步中编辑好的报文。
4.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,检查报文数据记录转变字段。
5.将第1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。
6.主机B、E从头开始捕捉数据。
7.主机A发送第5步中编辑好的报文。
8.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。
练习二:
特殊的IP地址
这次练习中,所用的IP地址如下:
主机A:
主机B:
R网卡:
;I网卡:
主机C:
主机D:
主机E:
主机F:
实验步骤如下:
1.直接广播地址。
(1)主机A编辑IP数据报1,其中:
目的MAC地址:
FFFFFF-FFFFFF。
源MAC地址:
A的MAC地址。
源IP地址:
A的IP地址。
目的IP地址:
。
校验和:
在本层其他所有字段填充完毕后自动/手动计算填充。
(2)主机A再编辑IP数据报2,其中:
目的MAC地址:
主机B的MAC地址(对应于接口的MAC)。
源MAC地址:
A的MAC地址。
源IP地址:
A的IP地址。
目的IP地址:
。
校验和:
在其他字段填充完毕后,计算并填充。
(3)主机B、C、D、E、F启动协议分析器并设置过滤条件(提取IP协议,捕捉接收和发送的所有IP数据包,设置地址过滤条件为)。
(4)主机B、C、D、E、F开始捕捉数据。
(5)主机A同时发送这两个数据报。
(6)主机B、C、D、E、F停止捕捉数据。
2.受限广播地址。
(1)主机A编辑一个IP数据报,其中:
目的MAC地址:
设置为FFFFFF-FFFFFF。
源MAC地址:
A的MAC地址。
源IP地址:
A的IP地址。
目的IP地址:
设置为。
校验和:
在其它字段填充完毕后,计算并填充。
(2)主机B、C、D、E、F从头启动协议分析器并设置过滤条件(提取IP协议,捕捉接收和发送的所有IP数据包,设置地址过滤条件为)。
(3)主机B、C、D、E、F从头开始捕捉数据。
(4)主机A发送那个数据报。
(5)主机B、C、D、E、F停止捕捉数据。
3.环回地址。
(1)主机F从头启动协议分析器开始捕捉数据并设置过滤条件(提取IP协议)。
(2)主机Eping。
(3)主机F停止捕捉数据。
练习三:
IP数据报分片
这次练习中,所用的IP地址如下:
主机A:
主机B:
R网卡:
;I网卡:
主机C:
主机D:
主机E:
主机F:
实验步骤如下:
1.在主机B上利用“开始\程序\网络协议仿真教学系统通用版\工具\MTU工具”设置以太网端口的MTU为800字节(两个端口度设置)。
2.主机A、B、E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(提取ICMP协议)。
3.在主机A上,执行命令ping-l1000。
4.主机A、B、E通知捕捉数据。
在主机E上从头概念过滤条件(取一个ICMP数据包,依照其IP层的Identification字段设置过滤)。
5.主机E恢复默许过滤器。
主机A、B、E从头开始捕捉数据。
6.在主机A上,执行命令ping-l2000。
7.主机A、B、E停止捕捉数据。
查看主机A、E捕捉到的数据,比较二者的不同,体会两次分片进程。
8.主机B上利用“开始\程序\网络协议仿真教学系统通用版\工具\MTU工具”恢复以太网端口的MTU为1500字节。
9.
练习四:
子网掩码和路由转发
这次练习中,所用的IP地址如下:
主机A:
主机B:
R网卡:
;I网卡:
主机C:
主机D:
主机E:
主机F:
实验步骤如下:
1.所有主机取消网关。
2.主机A、C、E设置子网掩码为,主机B()、D、F设置子网掩码为。
3.主机Aping主机B(),主机Cping主机D(),主机Eping主机F()。
三、实验结果
练习一:
编辑并发送IP数据包
一、主机A第一次发送报文的结果如下:
图2主机A第一次发送的报文
图3主机B的I网卡第一次捕捉的报文
图4主机E第一次捕捉的报文
主机B的R网卡收到的报文的生存时刻是128,主机B的I网卡收到的报文中的生存时刻是127,主机E收到的报文的生存时刻为127。
二、主机A第二次发送报文的结果如下:
图5主机A第二次发送报文
图6主机B的R网卡第二次捕捉到的报文
主机E捕捉不到报文,因为A第二次发送报文的时候,将生存时刻设置为1。
故A发送到B的时候生存时刻已经为0,无法被B转发。
练习二:
特殊的IP地址
一、直接广播地址的实验结果如下:
图7直接广播地址时B的R网卡捕捉到的第一帧报文
图8直接广播地址时主机B的R网卡捕捉到的第二帧报文
图9直接广播地址时主机D捕捉到的报文
二、受限广播地址。
图10受限广播地址时主机B的R网卡捕捉到的报文
图11受限广播地址时主机D捕捉到的报文
受限广播地址,使得链路上只有一部份机械能够收到IP数据报。
故E和F不能收到IP数据报。
练习三:
IP数据报分片
一、执行ping-l1000(发送包括数据量为1000的ECHO数据包)后,结果如下:
图12主机A捕捉的报文中的Request
主机A执行ping命令的时候,捕捉到的报文中,主机Aping主机E时发送的IP报文没有分片,主机E响应主机A发送的IP报文有两个分片,理由如下:
0、Request报文中,MF的值为0;
一、Reply报文中,MF的值为1,说明还有分片;
二、FragmentData报文中,MF的值为0,代表没有分片了。
主机A捕捉的主机E返回的ICMP的报文分片信息如下:
字段名称
分片序号1
分片序号2
Identification字段值
3484
3484
Morefragments字段值
1
0
Fragmentoffset字段值
0
776
传输的数据量
796
252
图13主机A捕捉的报文中的Reply
图14主机A捕捉的报文中的FragmentData
二、执行ping-l2000(发送包括数据量为2000的ECHO数据包)后,结果如下:
图15主机A捕捉的报文
图16主机E捕捉到的报文1
图17主机E捕捉到的报文2
图18主机E捕捉到的报文3
这次主机A发送数据量为2000的echo数据包,主机A和主机E捕捉到的均为IP分片后的数据。
主机E捕捉的ICMP的报文分片信息如下:
字段名称
分片序号1
分片序号2
Identification字段值
5002
5002
Morefragments字段值
1
0
Fragmentoffset字段值
0
776
传输的数据量
796
252
练习四:
子网掩码和路由转发
实验结果如下表所示:
是否ping通
主机A----主机B
是
主机C----主机D
是
主机E----主机F
是
同一网段下,子网掩码不相同的两台主性能够通信。
考虑到对IPv4下A类B类网络的充分利用,特概念实际网络地址=IP地址AND子网掩码,实际网络地址处于同一网段即可进行通信,如此做IP地址的利用率得以提高。
实验二TCP
一、实验目的
一、掌握TCP数据报的报文格式
二、掌握TCP协议校验和计算方式
3、掌握TCP连接的成立和释放进程、传输中编号与确认的进程
4、理解TCP重传机制
二、实验步骤
该实验采用网络结构一
图2实验环境配置
在实际实验中,由于所用机械有可能不一样,所以IP地址也会有所转变,实验步骤中所涉及的IP地址均为实际IP地址。
IP地址分派规则为主机利用原有IP,保证所有主机在同一网段内。
该次实验采用以下的IP地址:
主机A:
主机B:
主机C:
主机D:
主机E:
主机F:
(本实验为两人一组,我的是主机E,队友为主机B)
练习一:
观察TCP连接的成立和释放
1.主机B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)。
2.主机B打开TCP工具,类型选择“服务器”,端口填写大于1024的值;点击“创建”,若是端口被占用则选择其它。
主机E打开TCP工具,类型选择“客户端”,地址填入主机B的IP地址;在端口填入主机B的TCP工具监听的端口;点击[连接]按钮进行连接。
3.观察主机C捕捉的数据,填写下表。
字段名称
报文1
报文2
报文3
SequenceNumber
AcknowledgementNumber
ACK
SYN
1.主机E断开与主机B的TCP连接。
2.观察主机B捕捉的数据,填写下表。
字段名称
报文4
报文5
报文6
报文7
SequenceNumber
AcknowledgementNumber
ACK
SYN
练习二:
利用仿真编辑器编辑并发送TCP数据包
1.咱们选择主机B作为服务器端,主机E作为客户端。
在主机E上启用TCP屏蔽,以避免系统干扰。
2.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)。
3.我在主机E启动协议编辑器,手工编辑TCP数据包。
在界面初始状态下,程序会自动新建了一个单帧,利用仿真编辑器打开该帧,用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E的MAC地址:
00E04C-549EF0。
目的MAC地址:
服务器的MAC地址:
00E04C-549EC3。
协议类型或数据长度:
0800(IP协议)。
4.主机E上继续填写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:
服务器的IP地址:
。
其它字段任意。
计算IP首部校验和为:
4FC9。
五、填写TCP协议信息,其中:
源端口:
1030
目的端口:
2000
序列号:
85
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。
六、取得了上面的一个数据帧以后,将其复制出3份,别离取得编号为二、3、4的数据帧。
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=一、FIN=1),TCP层的“序号”为85+1。
7、在客户机(主机E)的命令窗口ping目标服务器地址(及“ping),以让目标服务器明白自己的MAC地址。
八、在客户机(主机E)的仿真编辑器上点击菜单栏中的“发送”按钮,在弹出对话框当选择发送第一帧。
九、在主机B上刷新协议分析器,捕捉相应的应答报文,然后迅速的读取接收字节序号78,并告知主机E的同窗。
10、在主机E上的同窗修改第二帧和第三帧的TCP层的“ACK确认序号”的值:
79。
计算第二帧的TCP校验和,发送第二帧,对服务器的应答报文进行确认;然后继续计算第三帧的校验和,发送第三帧。
1一、现在,在主机B上观察应答报文,迅速的将收到的最后一帧“序列号79”告知协议编辑器一端的同窗。
1二、在主机E上的同窗修改第四帧的TCP层“确认号”为接收的序列号+1(即80),计算第四帧的TCP校验和,并发送该帧。
13、断开连接,完成TCP连接的全进程。
14、在主机B协议分析器中捕捉所有的报文并分析,观察“会话分析”中的会话进程。
1五、关闭TCP屏蔽功能。
练习三:
TCP重传机制
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TCP协议)。
2.主机E启动仿真编辑器,进入TCP连接视图。
在“服务器信息/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“服务器信息/端口”中填入主机B的一个TCP端口8080;点击“连接”按钮进行连接。
3.主机E向主机B发送一条信息。
4.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。
5.主机E向主机B再发送一条信息。
6.主机C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。
7.主机E向主机B再发送一条信息,以后断开连接。
8.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。
三、实验结果
练习一:
主机E发送数据
创建阶段
主机B捕捉的数据如下表所示:
字段名称
报文1
报文2
报文3
SequenceNumber
38
98
39
AcknowledgementNumber
0
39
99
ACK
0
1
1
SYN
1
1
0
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1460
断开阶段
主机B捕捉的数据如下:
字段名称
报文4
报文5
报文6
报文7
SequenceNumber
01
01
AcknowledgementNumber
01
02
ACK
1
1
1
1
SYN
0
0
0
0
练习二:
一、主机B(客户端)的四个帧的设置如下
图第一帧
图第二帧
图第三帧
图第四帧
二、在主机B(服务端)上捕捉到的应答报文如下:
图捕捉客户发的第一帧后的应答报文
图捕捉客户发的第二、三帧后的应答报文
3、最终的会话分析图如下:
练习三:
图主机E启动仿真编辑器,进入TCP连接视图
图主机B过滤接收到的数据
图主机E的“会话分析视图”
实验三RIP协议
一、实验目的
一、掌握路由协议的分类,理解静态路由和动态路由
二、掌握RIP的报文格式、工作原理及工作进程
3、掌握RIP计时器的作用
4、理解RIP的稳固性
二、实验步骤
本次实验所用拓扑结构图与IP地址分派如下:
练习一:
静态路由与路由表
1.主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“routeprint”命令,观察路由表,并回答以下问题:
·路由表由哪几项组成?
2.将主机A的默许网关设为。
用主机A依次ping主机B()和主机C(),观察现象,记录结果。
在主机A和主机B的命令行下运行routeprint命令,观察路由表,结合路由信息回答问题
·主机A的默许网关在本次练习中起到什么作用?
·记录并分析实验结果,简述为何会产生如此的结果?
是否ping通
原因
主机A—主机B()
主机A—主机C
3.从主机A依次ping主机B()、主机E()、主机E(),观察现象,记录结果。
通过在命令行下运行routeprint命令,观察主机B和主机E路由表,结合路由信息回答问题:
记录并分析实验结果,简述为何会产生如此的结果?
是否PING通
原因
主机A——主机B()
主机A——主机E()
主机A——主机E()
4.主机B和主机E在命令行下利用“staticroute_config”命令来启动静态路由。
5.
(1)在主机B上,通过在命令行下运行routeadd命令手工添加静态路由
(“routeadd90metric2”);
(2)在主机E上,也添加一条静态路由
(“routeaddmetric2”)。
(3)从主机A依次ping主机B()、主机E()、主机E(),观察现象,记录结果。
(4)通过在命令行下运行routeprint命令,观察主机B和主机E路由表。
结合路由信息回答问题:
·记录并分析实验结果,简述手工添加静态路由在这次通信中所起的作用。
是否PING通
原因
主机A——主机B()
主机A——主机E()
主机A——主机E()
6.在主机B上,通过在命令行下运行routedelete命令(“route在主机E上,运行routedelete命令(“routedelete删除手工添加的静态路由条款。
·简述静态路由的特点和路由表在路由期间所起到的作用。
练习二:
领略动态路由协议RIPv2
1.在主机A、B、C、D、E、F上启动协议分析器,设置过滤条件(提取RIP和IGMP),开始捕捉数据。
2.主机B和主机E启动RIP协议并添加新接口:
(1)在主机B上启动RIP协议:
在命令行方式下输入“rip_config”;
(2)在主机E上启动RIP协议:
在命令行方式下输入“rip_config”;
(3)添加主机B的接口:
添加IP为的接口:
在命令行方式下输入“rip_config"本地连接"enable”;
添加IP为的接口:
在命令行方式下输入“rip_config"本地连接3"enable”;
(4)添加主机E的接口:
添加IP为的接口:
在命令行方式下输入“rip_config"本地连接3"enable”;
添加IP为的接口:
命令行方式下输入“rip_config"本地连接"enable”。
3.主机B在命令行方式下,输入“rip_configshowneighbor”观察其邻居信息。
主机E在命令行方式下,输入“rip_configshowneighbor”观察其邻居信息。
4.通过协议分析器观察报文交互,直到两台主机的路由表达到稳固态。
·如何判定路由表达到稳固态?
·在主机B、E上利用“netshroutingipshowrtmroutes”观察路由表,记录稳固状态下主机B和主机E的路由表条款。
5. 主机B和主机E在命令行下输入命令“recover_config”,禁用RIP协议。
观察协议分析器报文交互,并回答问题:
·IGMP报文在RIP交互中所起的作用是什么?
·通过以上5步,绘制主机B和主机E的RIP交互图(包括IGMP报文)。
练习三:
RIP的计时器
1.在主机A、B、C、D、E、F上从头启动协议分析器,设置过滤条件(提取RIP),开始捕捉数据。
2.主机B和主机E重启RIP协议并添加新接口(同练习二的步骤2),同时设置“周期公告距离”为20秒。
(1)在主机B命令行方式下,输入“rip_config"本地连接"updatetime20”、“rip_config"的接口名"updatetime20”。
(2)在主机E命令行方式下,输入“rip_config"本地连接3"updatetime20”、“rip_config"的接口名"updatetime20”。
(3)用协议分析器观察报文序列,并回答问题:
·将“周期公告距离”设置为0秒能够吗?
为何操作系统对“周期公告距离”有时刻上限和时刻下限?
上限和下限的作用是什么?
·通过协议分析器,比较两个相邻通告报文之间的时刻差,是20秒吗?
若是不尽是,为何?
3.将“路由过时前的时刻”设置为30秒。
(1)在主机B命令行方式下,输入“rip_config"本地连接"expiretime30”、“rip_config"的接口名"expiretime30”。
(2)在主机E命令行方式下,输入“rip_config"本地连接3"expiretime30”、“rip_config"的接口名"expiretime30”)。
(3)禁用主机E的的网络连接。
在30秒内观察主机B的路由条款转变,并回答问题:
·简述“路由过时计时器”的作用是什么?
4.恢复主机E的的网络连接。
练习四:
RIP的稳固性
1.在主机A、B、C、D、E、F上从头启动协议分析器捕捉数据,并设置过滤条件(提取RIP)。
2.主机B和主机E重启RIP协议并添加新接口(同练习二的步骤2),同时去掉“启用水平分割处置”和“启用毒性反转”选项。
(1)主机B在命令行方式下输入“rip_config"本地连接"splithorizondisable”、“rip_config"本地连接3"splithorizondisable”。
(2)主机E在命令行方式下输入“rip_config"本地连接3"splithorizondisable”、“rip_config"本地连接"splithorizondisable”)。
(3)等待一段时刻,直到主机B和主机E的路由表达到稳固态。
3.主机B和主机E在命令行下利用“netshroutingipshowrtmroutes”观察路由表,结合协议分析器上捕捉的RIP报文内容,回答问题:
·记录现在主机B和主机E的路由表条款
·和练习二中记录的路由表条款作比较,简述发生转变的原因。
4
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