1、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DIX Ethernet V2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
2、、 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MA
3、C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10020005、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P
4、DU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1100000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461500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
5、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A ping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
6、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A ping 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
7、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，IEEE 802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
8、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
9、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
10、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、
11、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_conf
12、ig”）。 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
13、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
14、、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
15、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（User Datagram）。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）
16、 “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
17、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
18、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
19、、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
20、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
21、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
22、（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“maximum segment size”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
23、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
24、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
25、：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
26、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TCPIP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
27、。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
28、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
29、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、
30、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
31、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。 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）。 主机A在命令行下运行“nslookup 命令。 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 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）。 主机A在命令行下运行“nslookup 命令。 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 将主机A、B的“首选DNS服务器”设置为服务器的IP地址（）。 主机B启动
