计算机网络.docx

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计算机网络

实验报告

课程名称：

姓名：

系：

专业：

年级：

学号：

指导教师：

职称：

2012年11月29日

实验项目列表

序号

实验项目名称

成绩

指导教师

1

交换机配置实验

2

熟悉WireShark软件

3

网络监听实验

4

路由器配置实验

5

TCP协议分析实验

6

HTTP协议和DNS协议

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

学院：

计算机与信息学院专业：

年级：

姓名：

学号：

实验室号___计算机号

实验时间：

指导教师签字：

成绩：

实验名称交换机配置实验

一、实验目的和要求

1.了解交换机的工作原理

2.熟悉交换机的基本配置

3.掌握虚拟局域网VLAN的配置

二、实验原理

交换机采用背板总线结构，为每个端口提供一个独立的共享介质，把冲突域限制在每个端口的范围内。

如果将计算机直接连到交换机的端口，那么它将独享该端口提供的带宽；如果计算机通过以太网连入交换机，则该以太网上的所有计算机共享交换机端口提供的带宽.

三、主要仪器设备

本实验可以在计算机上利用模拟软件进行操作，需要的设备有：

PC机，思科路由器模拟软件PacketTracerV5.2。

四、操作方法和实验步骤

1.单一交换机的VLAN配置

（1）规划网络

启动PacketTracer，构建网络拓扑结构图,利用直连线把PC1,PC2,PC3分别连接到交换机的端口f0/1,f0/2和f0/3上：

（2）设置三台PC机的IP地址，子网掩码均为：

255.255.255.0。

由于这三台主机处于同一个网段，它们之间可以互相通信。

（3）划分VLAN新建一个VLAN2，采用基于端口配置VLAN的方法，把PC3所连接的端口f0/3配置到VLAN2。

操作如下：

Switch>en//交换机进入特权模式：

Switch#

Switch#conft//交换机进入全局配置模式：

Switch（Config）#

Switch（Config）#vlan2//交换机进入VLAN配置视图

Switch（Config-vlan）#

Switch（Config-vlan）#exit//退到全局配置模式

Switch（Config）#intf0/3//进入接口配置模式Switch（config-if）#

Switch（config-if）#switchportaccessvlan2//把端口f0/3配置到VLAN2

Switch（config-if）#end//返回特权模式

Switch#showvlan//查看交换机的VLAN配置

（4）测试网络连通性，把你的测试结果以截屏形式记录在实验报告中。

PC1与PC2连通性（通）

PC1与PC3连通性（不通）

（5）删除VLAN

如果一个VLAN的存在已经没有任何意义，或在配置过程中由于配置错误，需要删除某个VLAN，可以在交换机的全局配置模式下使用novlan命令删除。

操作如下：

Switch>en

Switch#conft

Switch（Config）#novlan2//删除VLAN2

2.跨交换机的VLAN配置

（1）规划网络

在PacketTracer中构建网络拓扑结构如图所示：

（2）设置四台PC机的IP地址，子网掩码均为：

255.255.255.0。

由于这四台主机处于同一个网段，它们之间可以互相通信。

（3）划分VLAN

在Switch1中创建两个VLAN，分别是VLAN2和VLAN3，把PC1连接的端口f0/1划分到VLAN2，把PC2连接的端口f0/2划分到VLAN3。

Switch>en

Switch#conft

Switch（Config）#vlan2

Switch（Config-vlan）#exit

Switch（Config）#vlan3

Switch（Config-vlan）#exit

Switch（Config）#intf0/1

Switch（Config-if）#switchportaccessvlan2

Switch（Config-if）#exit

Switch（Config）#intf0/2

Switch（Config-if）#switchportaccessvlan3

Switch（Config-if）#end

Switch#showvlan

运行showvlan命令的结果信息如下图，划线部分可看到交换机创建了VLAN2和VLAN3，并且，接口f0/1属于VLAN2，接口f0/2属于VLAN3。

同样地，在Switch2中创建两个VLAN，分别是VLAN2和VLAN3，把PC3连接的端口f0/1划分到VLAN2，把PC4连接的端口f0/2划分到VLAN3。

（4）测试网络连通性

PC1与PC2连通性（不通）

PC1与PC3连通性（不通）

PC2与PC4连通性（不通）

（5）设置交换机连接端口的trunk模式

交换机的端口工作模式有access模式（默认）和trunk模式，当计算机与交换机相连时，如果连接端口工作在access模式下，该端口只能通过本vlan的报文，当交换机与交换机级联时，连接端口应该工作在trunk模式，trunk端口允许所有vlan的报文通过。

将两个交换机的连接端口设置成trunk模式。

在Switch1和Switch2中输入以下命令：

Switch（Config）#intf0/24

Switch（Config-if）#switchportmodetrunk

（6）测试网络连通性

PC1与PC2连通性（不通）

PC1与PC3连通性（通）

PC2与PC4连通性（通）

五、实验内容和实验数据记录

实验内容：

1．单一交换机的VLAN配置

2.跨交换机的VLAN配置

实验数据记录：

1.单一交换机的VLAN配置

（1）搭建虚拟设备

（2）设置IP地址

（3）划分VLAN

（4）测试网络连通性

（5）删除VLAN

2.跨交换机VLAN的配置

（1）搭建虚拟设备

（2）设置IP：

分别设置IP为192.168.1.10、192.168.1.20、192.168.1.30、192.168.1.40。

这里只截图其中一个的设置过程，其他类似。

（3）划分VLAN

这里只截图switch1的划分过程，switch2的类似。

（4）测试网络连通性

（5）设置交换机连接端口的trunk模式

转换switch的连接模式为trunk：

（6）在trunk模式下检测网络连通性

六、实验心得

通过此次实验，我对网络连接的原理有了一定的了解，对packettracer的使用也更加的熟练，为以后的学习奠定了基础。

学院：

计算机与信息学院专业：

年级：

姓名：

学号：

实验室号___计算机号

实验时间：

指导教师签字：

成绩：

实验名称熟悉WireShark软件

一、实验目的和要求

1.理解网络监听原理

2.熟悉网络监听方法

3.理解网络流量

二、实验原理

1．网络协议分析器如果使用Web浏览器或OICQ聊天这样的网络软件，必须有网络连接才能工作，然而，你知道它们在因特网上传送的是什么类型的信息吗？

例如，计算机要对远程Web服务器发送什么数据来获取它需要的网页呢？

计算机如何将邮件发给指定的人呢？

可以通过网络协议分析器（如WireShark）来协助观察网络会话的细节。

网络协议分析器是一个能记录所有网络分组，并以人们可读的形式显示的软件。

在监听

重流量网络时，允许用户过滤掉不想要的分组或查看感兴趣的特定分组，而且还能为用户提供所有分组的统计概要。

2．网络监听原理在共享式局域网中，位于同一网段的每台主机都可以截获在网络中传输的所有数据，正常情况下，一个网卡只响应目的地址为单播地址和广播地址的MAC帧而忽略其它MAC帧，网卡接收这两种帧时，通过CPU产生一个硬件中断，然后由操作系统负责处理该中断，对数据帧中的数据做进一步处理。

如果将网卡设置为混杂（promiscuous）模式，则可接收所有经过该网卡的数据帧。

交换式网络设备能将数据准确地发给目的主机，而不会同时发给其他计算机，所在在交换网络环境下，实现数据包的监听要复杂些，主要方法有：

（1）对交换机实行端口镜像，将其他端口的数据全部映射到镜像端口，连接在镜像端口上的计算机就可以实施监听了。

（2）将监听程序放在网关或代理服务器上，可抓取整个局域网的数据包。

网络监听的防范方法主要有：

从逻辑或物理上对网络分段；以交换机代替共享共享集线器；使用加密技术；划分VLAN。

三、主要仪器设备

本实验在实际因特网环境下进行操作，需要的设备有：

一台PC机，WireShark监听软件。

WireShark监听软件可从网址：

http:

//www.wireshark.org/下载。

四、实验内容

1.用WireShark观察一个轻流量网络

2.用WireShark观察一个重流量网络

五、操作方法和实验步骤

1.用WireShark观察一个轻流量网络

WireShark是开源软件，可以运行于Windows/Linux/Unix等多种操作系统平台，用来捕获和分析网络数据包。

安装WireShark包括两个部分，一个是安装WireShark本身，另一个是安装WinPcap（免费的抓包驱动开发包）。

Wireshark安装包里包含了最新版的WinPcap安装包。

如果没有安装WinPcap，WireShark将无法捕捉网络流量，但可以打开已有的捕捉包文件。

启动WireShark，要想捕获一个跟踪记录，可以从菜单Capture中选择Start，并用CaptureOptions对话框来指定跟踪记录的各个方面。

（1）使用CaptureOptions对话框

Interface（接口）：

在接口下拉菜单中，可以选择要跟踪的接口，例如，如果机器同时拥有多个网卡（如以太网卡和无线网卡），必须选择其中一个进行监听。

Capturepacketsinpromiscuousmode（在混杂模式捕获分组）：

如果监听计算机在一个共享网段上，如一个无线局域网或一个以太网集线器，则网络接口能探测到所有分组，包括那些发到其他机器上的分组。

但是一般情况下，目的地为其他计算机的分组会被忽略掉，如果把网络接口设置为“混杂模式”，它将记录下所有分组。

LimiteachpackedinNbytes（将每个分组限制在N字节内）：

一般情况下，分组的数据部分会占据大多数空间，但通常首部包含了最有用的信息（源地址、目的地址、分组类型等），如果不需要观察数据，可以捕获首部，计算出首部的最大字节数。

CaptureFilter（捕获过滤器）：

可以指定一个捕获过滤器来限制捕获的分组数量，只有那些匹配过滤规则的分组才会被记录下来。

例如：

过滤规则host172.31.62.22用来捕获那些进出IP地址172.31.62.22的主机的分组。

CaptureFiles（捕获文件）：

可以指定将捕获到的分组直接保存在一个文件中，而不是保存在内存中。

选择UseMultifiles，可以将捕获的分组保存在多个文件中，在每个文件写满或指定秒数后交换文件。

DisplayOptions（显示选项）：

可以选择显示实时更新的分组（Updatalistofpacketsinrealtime），可以让显示屏自动滚动到最后捕获的分组（Automaticscrollinginlivecapture）。

StopCapture（停止捕获）：

可以设置在捕获到一定数量的分组，跟踪记录到达一定大小或在一个特定的时间后自动停止跟踪，而不需要手动停止。

NameResolution（名字解析）：

选择“EnableMACnameresolution”,可以将MAC地址的前24位成厂商的名称。

选择“Enablenetworknameresolution”,可以将IP地址转化成域名。

选择“Enabletransportnameresolution”,可以将熟知端口转化成协议。

（2）开始捕获分组

在本实验中，我们选择以太网接口，其他选项默认。

关闭所有其它使用网络的应用程序，然后点击Start按钮开始跟踪，打开IE浏览器，在网址栏中输入网址：

（XX搜索网页比较简单，流量小），大约90秒后点击Stop按钮停止跟踪。

将跟踪结果保存到文件first.pcap中。

在跟踪文件first.pacp中保存了165个分组，而在重流量网络中，相同的时间里捕获的分组数量远不止这些。

（3）列表框、协议框、原始框

在WireShark主窗口的最上面的方框称为列表框，显示的是捕获分组的时间、源地址、目的地址、协议等信息。

中间的方框称为协议框，显示在列表框中所选中分组的协议细节：

物理层、以太网帧、IP分组、TCP分组和HTTP报文等。

对于每个协议，都可展开更多详细信息，如点击IP层前的+号，可以看到IP首部的许多字段及每个字段的值。

主窗口的最下面方框称为原始框，显示了分组中包含数据的每个字节，从中可以观察到最原始的传输数据。

方框左边显示十六进制数据，右边显示的是对应的ASCII码。

（4）监听记录的概要统计

选择Statistics菜单的Summary菜单项，ProtocolHierarchy菜单项来观察监听记录的统计数据，如分组数量、通信总字节数、协议包比例等。

2.用WireShark观察一个重流量网络

在一个重流量网络中，监听软件每秒可以捕获到数量巨大的分组，这可能会造成监听软件的信息过载，使部分分组丢失。

一般应设置捕获过滤器、去除CaptureOptions对话框中的NameResolution中的选项、显示实时更新的分组选项（Updatalistofpacketsinrealtime），或者限制捕获分组的大小等。

启动WireShark软件，不用进行任何设置，直接开始监听。

为了制造一个重流量网络，可以启动QQ软件，打开浏览器，访问多个网页，并从网络上下载一个大文件，或者可以在线播放音频/视频文件等。

大约10秒后停止监听，将监听结果保存在文件second.pacp中。

比较两个监听文件second.pcap和second.pcap，体会轻流量网络和重流量网络在捕获分组数量上的差别。

（1）捕获过滤器CaptureFilter

匹配规则：

dsthost192.168.0.1//只监听目的IP地址是192.168.0.1的分组。

匹配规则：

srchost192.168.0.1//只监听源IP地址是192.168.0.1的分组。

匹配规则：

port80//只监听源或目的端口号为80的分组。

匹配规则：

srcport80//只监听源端口号为80的分组。

匹配规则：

dstport80//只监听目的端口号为80的分组。

匹配规则：

tcp//只监听TCP分组。

匹配规则：

udp//只监听UDP分组。

可以使用and、or、not对单个匹配规则进行组合，如：

匹配规则：

host192.168.0.1andnotport80

//监听进出172.31.62.22的机器的非HTTP通信分组。

（2）颜色过滤器（ColorFilter）

通过设定的匹配规则和背景色/前景色来指定匹配这些规则的分组用什么颜色来显示，以便把不同类型的分组区别显示。

在菜单View中选择ColoringRules…菜单项，打开颜色过滤器。

要创建一个新规则，点击new按钮，为新规则输入一个名字和一个显示过滤器表达式，然后选择前景色和背景色。

例如：

输入一个过滤器,取名为HTTPcolor，改变前景色和背景色。

应用这个过滤器时，列表框中所有的HTTP分组都会根据设定的颜色显示。

（3）显示过滤器（Filter）

可以把监听到的分组中不感兴趣的分组忽略掉，只显示出与规则匹配的分组。

如果在Filter中（红线标注处）输入表达式：

ip.dsteq172.31.62.22，回车后列表框中将只显示出源IP地址为172.31.62.22的分组。

六、质疑、建议、问题讨论

1．请参考实验步骤，利用WireShark软件，自己在宿舍里进行监听实验，观察你的监听数据包含哪些协议类型？

ARP（AddressResolutionProtocol）地址解析协议

　　SNMP（SimpleNetworkManagementP）网络管理协议

　　DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol）动态主机配置协议

FTP（FileTransferProtocol）文件传输协议

　　HTTPS（SecureHypertextTransferProtocol）安全超文本传输协议

2．利用原始框查看你的机器的IP地址的十六进制值是多少？

3．监听一个重流量网络，并应用捕获过滤器，颜色过滤器和显示过滤器。

4．当你把所有使用网络的应用程序关闭时进行监听，请问可以监听到哪些数据？

本地网络的数据

5.许多系统管理员都不允许用户在共享网络上运行监听软件，你认为这是为什么？

调查一下你经常使用的网络的管理策略，能找到允许进行监听的网络吗？

答：

当运行监听软件的主机在监听的过程中，只是被动的接收在以太网中传输的信息，它不会跟其它的主机交换信息的，也不能修改在网络中传输的信息包。

当运行监听软件的时候，主机响应一般会受到影响变的会慢，特别是在网络共享的环境下，带宽的利用被占用了，主机的响应会受到影响，所以一般通过响应的速率来判断是否受到监听。

学院：

计算机与信息学院专业：

年级：

姓名：

学号：

实验室号___计算机号

实验时间：

指导教师签字：

成绩：

实验名称网络监听实验

一、实验目的和要求

1.熟悉IP地址与MAC地址的概念

2.理解ARP协议原理

3.理解ICMP协议原理

4.掌握网络监听方法

二、实验原理

1．IP地址、MAC地址和ARP协议在体系结构中，协议栈的每一层都分配唯一的编号来区别各个实体。

其中，IP地址用于标识因特网上的主机，端口号则用于区别在同一主机上运行的不同网络应用程序，在数据链路层采用MAC地址来识别不同的网络设备。

在因特网上，IP地址用于主机间通信，无论它们是否属于同一局域网。

在同一局域网中各主机之间进行数据传输前，要先用MAC地址封装数据帧，如果发送方不知道接收方的MAC地址，则要先根据目的IP地址转化为对应的MAC地址。

ARP协议的功能就是实现IP地址到MAC地址的转换。

2．ICMP协议

ICMP协议是配合IP协议使用的网络层协议，它的报文不是直接传送到数据链路层，而是封装成IP数据报后再传送到数据链路层。

ICMP能够报告网络层事件的状态。

一些ICMP报文会请求信息，一些ICMP报文在网络层发生错误时发送。

ICMP回送请求报文与回送应答报文格式如下：

3.PING命令

PING是ICMP协议的一个重要应用，它使用ICMP回送请求与回送应答报文，用来测试网络是否通畅或者网络连接速度的命令。

它的工作原理是：

网络上的机器都有唯一确定的IP地址，我们给目标IP地址发送一个数据包，对方就要返回一个同样大小的数据包，根据返回的数据包我们可以确定目标主机的存在，可以初步判断目标主机的操作系统等。

在DOS窗口中键入：

ping/?

回车。

可以显示PING命令的所有参数。

在此，我们只掌握一些基本的很有用的参数就可以了。

􀁺-t表示将不间断向目标IP发送数据包，直到我们强迫其停止（按下组合键CTRL+C）。

􀁺-l定义发送数据包的大小，默认为32字节，最大为65500字节。

结合上面介绍的-t参数一起使用，会有更好的效果。

4.TRACERT命令

TRACERT程序是ICMP协议的另一个应用，命令格式为：

tracert目的地址。

它基于ICMP协议和IP首部的TTL字段。

[说明]：

因为在分组交换网络中每个数据报是独立路由的，所以由TRACERT发送的每个数据报的传输路径实际上可能是不相同的，因此，TRACERT可能暗示一条主机间并不存在的连接。

因特网路径经常变动，在不同的时间对同一个目的主机执行几次TRACERT命令，得到的探测结果可能是不一样的。

三、主要仪器设备

本实验在连接因特网的局域网环境中进行操作，需要的设备有：

两台PC机，WireShark监听软件。

WireShark监听软件可从网址：

http:

//www.wireshark.org/下载。

实验配置如图所示。

四、实验内容

1.查看本机IP地址与MAC地址

2.地址解析协议ARP

3.ICMP协议的应用PING

4.ICMP协议的应用TRACERT

五、操作方法和实验步骤

1.查看本机IP地址与MAC地址在命令行窗口中输入命令：

ipconfig/all，在显示结果中可以看到本机的MAC地址，IP地址，子网掩码，默认网关等信息。

请以截屏形式记录你的主机的运行结果。

2.地址解析协议ARP

（1）查看高速缓存中的ARP表

命令格式：

arp–a//显示ARP表中所有项目

ARP表项在没有进行手工配置前，通常都是动态ARP表项，所以在不同时间运行arp–a命令，运行结果也不大相同。

运行arp–a命令，查看运行结果。

如果高速Cache中的ARP表为空，则输出的结果为“NOARPEntriesFound”；

运行WireShark软件，选择capture---options，在capturefilter文本框中输入：

arpandhost本机IP地址，例如：

arpandhost120.92.114.213，这个过滤条件的意思是指只监听进出主机120.92.114.213的arp数据包，过滤局域网中其它主机通信报文。

点击start开始监听。

执行命令ping120.92.112.77去ping局域网中的其它主机B（主机B的IP地址为：

120.92.112.77），且主机B的IP地址不在本机的ARP高速缓存中。

WireShark中开始监听到数据包，当没有数据包到来后，停止监听并保存监听记录为3-1.pcap。

示例监听结果如下图：

因为主机A的ARP缓存中没有主机B的IP地址和MAC地址对应表项，所以这条命令的运行过程是：

主机A向局域网发送一个