实验指导123.docx

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实验指导123

计算机网络原理

实验指导书

2004级电信工程专业（本科）

广西大学计算机与电子信息学院

2007年3月

实验一组网实验

1.1网线的制作

1.1.1实验目的

掌握网线的制作和测试方法，了解标准568A与568B网线的线序。

1.1.2实验内容

剪取适当长度的双绞线进行实验，做出一条网线（直通线和交叉线）。

1.1.3实验原理

（1）标准568A：

绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕-8

绿白绿橙白蓝蓝白橙棕白棕

标准568A

橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕

标准568B

直通：

B线序――B线序

交叉：

A线序――B线序

主机

路由器

交换机MDIX

交换机MDI

集线器

主机

交叉

交叉

直通

N/A

直通

路由器

交叉

交叉

直通

N/A

直通

交换机MDIX

直通

直通

交叉

直通

交叉

交换机MDI

N/A

N/A

直通

交叉

直通

集线器

直通

直通

交叉

直通

交叉

表1-2设备间连线

1.1.4实验环境和分组

●网线若干段，卡线钳，水晶头若干，电缆测试仪；

●每组6名同学，合作进行实验。

1.1.5实验步骤

步骤1剥线

用卡线钳剪线刀口将双绞线端头剪齐，再将双绞线端头伸入剥线刀口，使线头触及前挡板，然后适度握紧卡线钳同时慢慢旋转双绞线，让刀口划开双绞线的保护胶皮，取出端头从而剥下保护胶皮。

步骤2理线

双绞线由8根有色导线两两绞合而成，按照标准568B的线序排列，整理完毕后用剪线刀口将前端修齐。

将线序记录在表1-3中。

引脚号

1

2

3

4

5

6

7

8

线序

表1-3网线两端线序

步骤3插线

一只手捏住水晶头，将水晶头有弹片的一端向下，另一只手捏平双绞线，稍稍用力将排好的线平行插入水晶头内的线槽中，8条导线顶端应插入线槽顶端。

步骤4压线

确认所有导线都到位后，将水晶头放入压线钳夹槽中，用力捏几下压线钳，压紧线头即可。

按照以上4步制作双绞线的另一端。

步骤5检测

使用电缆测试仪，它分为信号发射器和信号接受器两部分，各有8盏信号灯。

测试时将双绞线两端分别插入测试仪的两端，打开电源。

如果网线制作成功则发射器和接收器上同一条线对应的指示灯会亮起来，依次从1号到8号。

如果网线有问题，灯亮的顺序就不可预测。

比如：

若发射器的第一个灯亮时，接收器第7个灯亮，则表示线做错了；若发射器第一个灯亮时，接收器却没有任何灯亮起，那么这只引脚与另一端的任何一只引脚都没有连通，可能是导线中间断了，或是两端至少有一个金属片未接触该条芯线。

一定要经过检测，否则断路会导致无法通信，短路有可能损坏网卡或集线器。

如果通过电缆测试仪的检测，说明网线制作成功。

记录你所做的网线被测试时发射器和接收器灯亮的顺序各是怎样。

发射器

接收器

表1-4发射器和接收器灯亮顺序

1.1.6实验总结

通过本次实验，应该了解网线制作和测试的方法，熟悉不同标准RJ-45连接器的线序。

思考题：

如果两个接头线序发生同样的错误，网线还能用吗？

1.2以太网链路层帧格式分析

1.2.1实验目的

分析EthernetV2标准规定的MAC层帧结构，了解IEEE802.3标准规定的MAC层帧结构和TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。

1.2.2实验内容

通过对截获帧进行分析，分析和验证EthernetV2标准和IEEE802.3标准规定的MAC层帧结构，初步了解TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。

1.2.3实验环境和分组

●三层交换机2台，标准网线6根，console线4条，计算机6台；

●计算机均需要在网络设置中配置NWLinkIPX/SPX/NETBIOS协议；

●每组6名同学，其中每2名同学作为一个小组。

●ethereal,winpcap

1.2.4实验组网

E0/1

E0/2

PCA192.168.1.22PCB192.168.1.21

255.255.255.0255.255.255.0

图2－3Ethereal试验组网图

1.2.5实验步骤

步骤1按图2-3所示连接好设备，正确配置PCA和PCB的IP地址。

将交换机的配置清空。

步骤2在PCA和PCB上运行Ethereal截获报文，然后进入PCA的Windows命令行窗口，执行如下命令：

netsend192.168.1.21“hello”

这是PCA向PCB发送消息的命令，等到PCB显示器上收到消息后，终止截获报文，将截获报文命名为HELLO—学号，并上传到FTP服务器的“网络实验\链路层实验”目录下。

PCC和PCD的操作与上面完全一样。

步骤3对截获的报文进行分析：

（1）列出截获的报文的协议种类，各属于哪种网络？

（2）找到发送消息的报文并进行分析，研究主窗口中的数据报文列表窗口和协议树窗口信息，填写表2-1。

表2-1报文分析

此报文类型

此报文基本信息（数据报文列表窗口中Information项内容）

EthernetⅡ协议树中

Source字段值

Destination字段值

InternetProtocol协议树中

Source字段值

Destination字段值

UserDatagramProtocol协议树中

SourcePort字段值

DestinationPort字段值

应用层协议树

协议名称

包含Hello的字段名

（3）查找并分析一个基于802.3的报文，体会802.3MAC帧的结构。

（4）在网络课程学习中，802.3和EthernetⅡ规定了以太网MAC层的报文格式分为7字节的前导符、1字节的起始符、6字节的目的MAC地址、6字节的源MAC地址、2字节的类型、数据字段和4字节的数据校验字段。

对于选中的报文，缺少哪些字段，为什么？

步骤4（选做）在PCA和PCB上运行Ethereal截获报文，然后在PCA上单击“开始/运行”，键入：

\\192.168.1.21,单击“确认”。

这个操作是在PCA上查看PCB的共享目录和文件，在PCA上成功显示后，终止截获报文，将截获报文命名为Ethernet-学号，并上传到FTP服务器的“网络实验\链路层实验”目录下。

查看和分析TCP/IP协议族中的协议，初步体会主要的协议和协议的结构。

1.2.6实验总结

通过实验，对EthernetV2标准规定的MAC层报文结构进行了详细分析，了解TCP/IP的主要协议和协议的层次结构，验证了IEEE802.3标准规定的MAC层报文结构。

1.3简单组网实验

1.3.1实验目的

掌握用路由器、交换机进行简单组网的方法，理解交换机、路由器的工作原理。

1.3.2实验内容

使用路由器和交换机进行简单组网，实现各PC间互联互通。

1.3.3实验环境和分组

●Quidway26系列路由器1台，S3526以太网交换机2台，PC机4台，标准网线6根；

●每组4名同学，各操作一台PC，协同进行实验。

1.3.4实验组网

E0:

192.168.2.1/24E1:

192.168.3.1/24

R1

E0/13E0/13

S1

S2

E0/1E0/2E0/1E0/2

PCA

PCB

PCC

PCD

IP:

192.168.2.10/24IP:

192.168.2.11/24IP:

192.168.3.10/24IP:

192.168.3.11/24

网关:

192.168.2.1网关:

192.168.2.1网关:

192.168.3.1网关:

192.168.3.1

图1-19简单组网试验组网图

1.3.5实验步骤

步骤1按照图1-19所示连接好设备；设置好各个计算机的IP地址和网关。

步骤2配置路由器R1的接口IP地址，参考命令如下：

路由器R1

system

[Router]sysnameR1

[R1]interfacee0

[R1-Ethernet0]ipadd192.168.2.124

[R1]interfacee1

[R1-Ethernet1]ipadd192.168.3.124

在各台计算机上使用批ping命令检查网络的连通情况。

并将结果记录在表1-5中。

所用命令

能否ping通

同一网段中

PCApingPCB

PCCpingPCD

不同网段中

PCBpingPCC

PCDpingPCA

表1-5简单组网结果

1.3.6实验总结

通过本次实验，熟悉华为公司路由器和交换机的基本配置命令，理解路由器和交换机的工作原理。

实验二网络层协议分析

2.1ARP协议分析

2.1.1实验目的

分析ARP协议报文首部格式，分析ARP协议在同一网段内和不同网段间的解析过程。

2.1.2实验内容

通过在位于同一网段和不同网段的主机之间执行ping命令，截获报文，分析ARP协议报文结构，并分析ARP协议在同一网段内和不同网段间的解析过程。

2.1.3实验环境和分组

●三层交换机2台，标准网线4根，console线4根，计算机4台；

●每4名同学为一组，其中每2名同学作为一小组，每小组共同配置1台交换机。

2.1.4实验组网

E0/1

E0/2

PCA192.168.1.22PCB192.168.1.21

255.255.255.0255.255.255.0

图3－3ARP和ICMP协议试验组网图

VLAN2VLAN3

192.168.1.10/24192.168.2.10/24

E0/1

E0/13

PCA192.168.1.22PCB192.168.2.22

255.255.255.0255.255.255.0

图3－4ARP协议试验组网图

2.1.5实验步骤

1.同一网段的ARP协议分析

步骤1按照图3-3所示进行组网，确保组网正确，并配置计算机的IP地址。

步骤2在PCA、PCB的命令行窗口中执行以下命令：

C:

\>arp–a

结果是：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

如果ARP缓存非空，可以执行arp–d命令，清空ARP缓存。

步骤3运行PCA、PCB上的Ethereal，开始截获数据报文；在PCA的命令行窗口中执行ping192.168.1.21命令。

执行完之后，停止PCA、PCB上的Ethereal报文截获，将此次结果命名为ping1-学号。

步骤4在PCA、PCB的命令行窗口中执行以下命令：

C:

\>arp–a

结果是：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

步骤5重复步骤3。

将此次结果命名为ping2-学号。

步骤6分析文件ping1-学号，完成下列工作：

（1）将文件ping1-学号上传到FTP服务器的“网络实验\网络层实验”目录下。

（2）统计“Protocol”字段填空：

有＿＿个ARP报文。

（3）分析ARP报文结构：

选中第一个ARP请求报文，将字段值填入预习报告中。

（4）在所有报文中ARP报文中ARP协议树的Opcode字段有两个取值1、2，两个取值分别表达什么信息？

（5）选中第一条ARP请求报文和第一条ARP应答报文，将ARP请求报文和ARP应答报文中的字段信息填入表3-1。

表3-1RPP请求报文和ARP应答报文的字段信息

字段项

RPP请求数据报文

ARP应答数据报文

链路层Destination项

链路层Source项

网络层SenderMACAddress

网络层SenderIPAddress

网络层TargetMACAddress

网络层TargetIPAddress

步骤7分析文件ping2-学号，完成下列工作：

（1）将文件ping2-学号上传到FTP服务器的“网络实验\网络层试验”目录下。

（2）比较文件ping1-学号中截获的报文信息，少了什么报文？

简述ARPCache的作用。

（3）写出ARP协议在同一网段内的解析过程。

步骤8按照图3-4重新进行组网，并确保连线正确。

修改计算机的IP地址，并将PCA的默认网关修改为192.168.1.10，PCB的默认网关修改为192.168.2.10。

考虑如果不设置默认网关会有什么后果？

2.不同网段的ARP协议分析

步骤9设置交换机的VLAN2和VLAN3，参考命令如下：

//配置VLAN2

[Quidway]vlan2

[Quidway-vlan2]porte0/1

[Quidway-vlan2]intervlan2

[Quidway-Vlan-interface2]ipadd192.168.1.10255.255.255.0

交换机的VLAN3的配置命令布置在预习报告中完成。

步骤10运行PCA、PCB上的Ethereal，开始截获数据报文；在PCA的命令行窗口中执行ping192.168.2.22命令。

执行完之后，停止PCA、PCB上的Ethereal报文截获，将此次结果命名为ping3-学号。

步骤11这时，在PCA的命令行窗口中执行arp-a命令：

C:

\>arp–a

结果是：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

步骤12分析报文，填写下列表格：

（1）将文件ping3-学号上传到FTP服务器的“网络实验\网络层试验”目录下。

（2）选中第一条ARP请求报文和第一条ARP应答报文，将ARP请求报文和ARP应答报文中的字段信息填入表3-2。

表3-2表3-1RPP请求报文和ARP应答报文的字段信息

字段项

RPP请求数据报文

ARP应答数据报文

链路层Destination项

链路层Source项

网络层SenderMACAddress

网络层SenderIPAddress

网络层TargetMACAddress

网络层TargetIPAddress

（3）写出ARP协议在不同网段间解析的过程。

比较ARP协议在相同网段内解析的过程，有何异同点？

（4）联系试验2，体会报文在链路层和网络层进行传播的过程。

2.1.6试验总结

本次试验分析了ARP协议在同一网段和不同网段间主机上通信时执行过程，分析了ARP协议报文结构，以便读者理解ARP缓存、计算机默认网关等的作用。

2.2IP协议分析

2.2.1试验目的

分析IP报文格式、IP地址的分类和IP层的路由功能。

2.2.2试验内容

首先，结合上个试验的报文，分析IP协议报文格式；然后，结合试验体会IP地址的编址方法和数据报文发送、转发的过程；最后，分析路由表的结构和作用。

2.2.3试验环境和分组

●三层交换机2台，标准网线4根，console线4条，计算机4台；

●每4名同学为一组，其中每2名同学作为一小组，每小组共同配置1台交换机。

2.2.4试验组网

见图3.2.5节的图3-10。

VLAN2VLAN3

10.1.2.1/2410.1.3.1/24

E0/1

E0/23

PCA10.1.2.10PCB10.1.3.10

255.255.255.0255.255.255.0

网关：

10.1.2.1网关：

10.1.3.1

2.2.5试验步骤

步骤1在3.2.6节试验步骤6的基础上，用Ethereal软件打开文件tracert-学号，分析IP协议报文。

（1）分析第一个ICMP报文的IP协议部分，填写预习报告中的表格。

（2）Tracert命令用到了网络层的哪些协议和哪些字段？

步骤2将PCA上的子网掩码配置为：

255.255.0.0，在PCA和PCB上运行Ethereal进行报文截获，然后执行PCApingPCB。

观察PCA和PCB能否ping通？

结合截获报文分析原因。

步骤3将PCA上的子网掩码恢复为：

255.255.255.0。

查看交换机路由表信息，执行命令：

[Quidway]disiprouting–table

将结果填入表3-7。

表3-7交换机路由表信息

Destination/Mask

Protocol

Pref

Cost

Nextthop

Interface

步骤4取消交换机的三层转发功能，配置命令在预习报告中完成。

步骤5执行PCApingPCB，查看路由表信息，并比较步骤3中的结果，体会路由表的作用。

2.2.6试验总结

本试验分析了IP协议报文格式、IP地址的编址和数据报文发送、转发的过程，体会子网掩码的作用。

尤其是在不同网络中传输数据报文时，网络设备通过查找路由表，确定目的地址是否可达及下一跳是哪个端口，从而实现路由功能。

实验三FTP协议分析

3.1试验目的

分析FTP报文格式和FTP协议工作过程。

3.2试验内容

试验主要分析FTP报文格式和FTP协议的工作过程。

3.3试验环境和分组

●三层交换机2台，标准网线4根，console线4条，计算机4台；

●每4名同学为一组，其中每2名同学作为一个小组，每小组共同配置1台交换机。

3.4试验组网

E0/1

E0/2

PCA192.168.1.22FTPServer192.168.1.10PCB192.168.1.21

255.255.255.0255.255.255.0255.255.255.0

图5-9FTP协议分析组网图

3.5试验步骤

步骤1按照图5-9所示连接各个试验设备正确配置PCA和PCB的IP地址。

交换机的配置命令如下：

system

[Quidway]vlan2

[Quidway-vlan2]porte0/1

[Quidway-vlan2]porte0/2//在交换机上建立Vlan2并加入E0/1、E0/2端口

[Quidway-vlan2]intervlan2

[Quidway-Vlan-interface2]ipaddress192.168.1.10255.255.255.0//配置Vlan2的IP地址

步骤2将交换机配置成FTP服务器，以便使用Ethereal截获报文。

配置命令如下：

[Quidway]ftpserverenable//将交换机的FTP服务打开

%StartFTPserver

[Quidway]local-useruser_a//添加用户user_a

Newlocaluseradded

[Quidway-user-user_a]passsimpleabc//设定登录密码abc

[Quidway-user-user_a]service-typeftp//设定服务类型

步骤3在每台计算机上运行Ethereal，开始监测。

步骤4单击“开始/运行”，在“运行”框中输入cmd命令，打开命令行窗口。

步骤5在命令行窗口中，登录FTP服务器，根据步骤2中的配置信息输入用户名和密码。

参考命令如下：

C:

\>ftp//打开FTP

ftp>open192.168.1.10//登录服务器

User（192.168.1.10:

none））:

user_a//输入用户名

Password:

//输入用户密码，密码不显示

如果在超级终端上出现如下内容：

%Sep2520:

01:

542003QuidwayFTPS/5/USERIN:

Slot=1;Useruser_a（192.168.1.22）loginsucceeded

证明登录成功。

步骤6在命令行窗口中，查看FTP服务器文件夹中的内容。

命令：

//执行上面命令后。

看到了多少文件？

填入试验报告中。

ftp>dir

步骤7在命令行窗口中，退出FTP程序。

命令：

ftp>quit

这时，在超级终端上出现如下内容：

%Sep2520:

03:

482003QuidwayFTPS/5/USEROUT:

Slot=1;Useruser_a（192.168.1.22）left

证明用户user_a已经退出。

步骤8停止Ethereal截获报文，分析已经截获的报文。

（1）将截获的报文命名为FTP-学号，并上传到FTP服务器的“网络试验/应用层试验”目录下。

（2）分析FTP报文的格式。

指出在截获的报文中含有用户名的报文序号，以及含有密码信息的报文。

（3）对截获的报文进行综合分析，观察FTP协议的工作过程，分析控制连接和数据连接是如何工作的。

3.6试验总结

本次试验分析了FTP报文格式和FTP协议的工作过程。

在通过FTP协议进行数据传输时，必须先建立控制连接，再建立数据连接。