《计算机网络》实验指导书1.docx
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《计算机网络》实验指导书1
《计算机网络》实验指导书
邓明李伟孔艺权编
信息科学与技术学院
目录
实验一网线的制作1
实验二局域网组建与常用网络管理命令3
实验三交换机基本配置8
实验四路由器基本配置13
实验五虚拟局域网VLAN19
实验六RIP路由协议配置26
实验七无线局域网配置32
实验八分析以太网数据帧的构成42
实验九分析ARP地址解析协议46
实验十分析IP协议数据包格式50
实验十一分析ICMP协议数据包格式53
实验十二分析TCP协议数据报格式57
实验十三交换机综合设计实验61
实验十四子网规划65
实验一网线的制作
实验项目性质:
验证性
计划学时:
2学时
一、实验目的
理解直连线和交叉线的应用,掌握网线的制作方法。
二、实验原理
1.双绞线概述
双绞线可按其是否外加金属网丝套的屏蔽层而区分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)。
从性价比和可维护性出发,大多数局域网使用非屏蔽双绞线(UTP-UnshieldedTwistedpair)作为布线的传输介质来组网。
双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。
两根线安按照一定的密度相互绞在一起,就可以改变导线的电气特性,从而降低信号的干扰程度。
双绞线电缆比较柔软,便于在墙角等不规则地方施工,但信号的衰减比较大。
在大多数应用下,双绞线的最大布线长度为100米。
2.双绞线连接
双绞线采用的是RJ-45连接器,俗称水晶头。
RJ-45水晶头由金属片和塑料构成,特别需要注意的是引脚序号,当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是1-8,这序号做网络联线时非常重要,不能搞错。
EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序568A与568B。
568A标准
1
绿白
568B标准
1
橙白
2
绿
2
橙
3
橙白
3
绿白
4
蓝
4
蓝
5
蓝白
5
蓝白
6
橙
6
绿
7
棕白
7
棕白
8
棕
8
棕
为了保持最佳的兼容性,普遍采用EIA/TIA568B标准来制作网线。
事实上10M以太网的网线使用5类线,5类线规定有8(4对)根线,只用其中的四根,1、2、3、6编号的芯线传递数据,即1、2用于发送,3、6用于接收。
而原来3和6脚不是一对,因此信号的干扰程度比较高,为了优化,将4和6互换使接收数据的线为一对,以降低信号的干扰程度。
按颜色来说:
橙白、橙两条用于发送;绿白、绿两条用于接收。
100M和1000M网卡需要使用四对线,即8根芯线全部用于传递数据。
由于10M网卡能够使用按100M方式制作的网线;而且双绞线又提供有四对线,所以日常生活中不再区分,10M网卡一般也按100M方式制作网线。
3.直通线与交叉线
根据网线两端连接网络设备的不同,网线又分为直通线(平行线)和交叉线两种。
直通线(平行线)就是按前面介绍的568A标准或568B标准制作的网线。
而交叉线的线序在直通线的基础上做了一点改变:
就是在线缆的一端把1和3对调,2和6对调。
即交叉线的一端保持原样(直通线序)不变,在另一端把1和3对调,2和6对调。
线序如下:
直通线:
12345678
A端:
橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,棕白,棕;
B端:
橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,棕白,棕。
交叉线:
一端(不变)另一端(对调两根)
12345678
A端:
橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,棕白,棕;
B端:
绿白,绿,橙白,蓝,蓝白,橙,棕白,棕。
在进行设备连接时,我们需要正确的选择线缆。
我们将设备的RJ45接口分为MDI(平行模式介质相关接口)和MDIX(交叉模式介质相关接口)两类。
当同种类型的接口通过双绞线互连时,使用交叉线;当不同类型的接口通过双绞线互连时使用直连线。
通常主机和路由器的接口属于MDI,交换机和集线器的接口属于MDIX。
例如,路由器和主机相连,采用交叉线;交换机和主机相连则采用直连线。
三、实验设备
双绞线、水晶头(RJ-45)、压线钳、测试仪。
四、实验内容与步骤
1.剪下一段长度的电缆
2.用压线钳在电缆的一端剥去约2cm护套。
3.分离4对电缆,按照所做双绞线的线序标准(T568A或T568B)排列整齐,并将线弄平直。
4.维持电缆的线序和平整性,用压线钳上的剪刀将线头剪齐,保证不绞合电缆的长度最大为1.2cm。
5.将有序的线头顺着RJ-45头的插口轻轻插入,插到底,并确保护套也被插入。
6.再将RJ-45头塞到压线钳里,用力按下手柄。
就这样一个接头就做好了。
7.用同样的方法制做另一个接头。
注意:
如果两个接头的线序都按照T568A或T568B标准制作,则作好的线为直通线;如果一个接头的线序按照T568A标准制作,而另一个接头的线序按照T568B标准制作,则作好的线为交叉线。
8.用简单测试仪检查电缆的连通性。
若是直通线,即测线仪上的两排各八个灯从上往下一次亮过;若为交叉线,即灯亮的顺序为:
(1,3)(2,6)(3,1)(4,4)(5,5)(6,2)(7,7)(8,8)。
五、思考题:
1.查阅相关资料,给出双绞线按类(3类,4类,5类,超5类,6类等)不同的性能参数和用途。
2.如果现在只有直连线若干,同时还有一个交换机和一个路由器,我们需要建立主机和路由器之间的连接可以采取什么样的办法?
实验二局域网组建与常用网络管理命令
实验项目性质:
验证性
计划学时:
2学时
一、实验目的
掌握局域网组建方法;掌握常用网络管理命令应用。
二、实验原理
1.局域网拓扑结构
星形拓扑结构是由通过点到点链路接到中央结点的各站点组成的。
星形网络中有一个唯一的转发结点(中央结点),每一台计算机都通过单独的通信线路连接到中央结点。
树型结构是分级的集中控制式网络,与星型相比,它的通信线路总长度短,成本较低,节点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
在总线形拓扑结构中,所有节点都直接连接到一条公共传输媒体上(总线),任何一个节点发送的信号都沿着总线进行传播,而且能被所有其它节点接收。
2.以太网(Ethernet)
遵循IEEE802.3标准的局域网,使用的网络介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤等,网络拓扑结构主要是星形、总线形或两者的混合形式。
3.局域网中的硬件
网卡(NIC)是局域网中最基本的部件之一。
每块网卡具有一个全球唯一的网络节点地址(即平时所说的MAC地址),它是一个48位的二进制数据,由网卡生产厂家在生产时固化到网卡的ROM中。
网卡有多种分类方式:
• 按传输速率来分:
主要有10Mb/s网卡、10/100Mb/s自适应网卡以及千兆位(1000Mb/s)网卡。
目前常使用的是10Mb/s网卡和10/100Mb/s自适应网卡,主要用于将工作站接入到网络;千兆位网卡主要用于高速的服务器。
• 按主板上的总线类型分类:
可分为ISA、EISA、PCI及笔记本电脑专用的PCMCIA等接口类型。
目前市场上的主流网卡是PCI接口的网卡。
• 按连接的接口类型分:
主要分为RJ-45接口、BNC细缆接口、AUI粗缆接口3类及综合了这几种接口类型于一身的2合1、3合1网卡。
RJ-45接口是采用双绞线组网的网络接口类弄。
除此之外,还有光纤接口、USB接口等多种形式。
集线器(HUB)是工作在物理层的网络互连设备,是对网络进行集中管理的最小单元。
适用于较小规模的组网组网设备。
在选择以太网集线器的时候,必须确认它的端口数至少应和局域网内计算机数目相等。
为了便于日后扩展局域网,最好选择端口有盈余的集线器。
交换机是工作在数据链路层上的网络互连设备。
适用于规模较大组网设备。
4.TCP/IP协议
TCP/IP是互联网和大多数局域网所采用的一组协议。
在TCP/IP协议中,连接到网络上的每个主机(计算机或其它通讯设备)都有一个唯一的IP地址。
通过这样的IP地址,就可以区分局域网上的主机。
加入局域网上的主机,都要安装TCP/IP协议,然后设置参数。
在专用网上,可使用那些为局域网保留的IP地址。
表1.保留的地址范围与局域网规模
地址范围
子网掩码
提供
局域网的规模
10.0.0.0-10.255.255.255
255.0.0.0
1A类网
16,777,216
172.16.0.0-172.31.255.255
255.255.0.0
16B类网
65,536
192.168.0.0-192.168.255.255
255.255.255.0
256C类网
256
5.网络管理命令
一般网络管理命令的原理就是在建立连接通道,然后发送一些测试数据包,对方接受后返回信息,而这个返回数据包包含一些网络状况的相关信息。
常用的网络管理命令有ping命令、netstat命令、ipconfig命令、arp命令、tracert命令、route命令、nbtstat命令和net命令等。
三、实验设备
能通过以太网接入Internet的PC机2台、直通双绞线2条、集线器或交换机1台。
四、实验内容与步骤
1.星形以太网的组建
(1)连接局域网的硬件
为每台联网的计算机安装网卡后,利用直通双绞线将计算机的网卡连接到集线器(或交换机)的网口上。
(2)安装网卡的驱动程序
安装结束后,检查“设备管理器”窗口,查看“网络适配器”是否正常工作,抄下其参数。
(3)配置网络参数
网卡正确安装后,为了能够使用Internet网络上的应用服务,还需要设置必要的网络参数,主要包括计算机使用的IP地址及对应的子网掩码、默认的网关地址,如果需要还要设置DNS服务器地址。
设置过程:
打开“网络连接”窗口,右击“本地连接”,选择“属性”命令。
在出现的“本地连接属性“对话框中选择”Internet协议(TCP/IP)复选框,单击“属性”按钮。
在出现的“Internet协议(TCP/IP)属性”对话框中,配置本机的IP地址和子网掩码。
注意在同一个网络中不能为不同的机器设置相风的IP地址。
按照上述相同的步骤安装网络中其他计算机的网卡并设置网络参数,并记录所有参数。
(4)测试主机联通性
进入DOS方式,使用“PING 主机IP地址”命令测试网络联通否。
(5)观察集线器(或交换机)和网卡互连端口指示灯变化情况。
2.网络管理命令的使用
(1)Ping命令
Ping命令用于确定本地主机是否能与另一台主机交换(发送与接收)数据报。
根据返回的信息,就可以推断TCP/IP参数是否设置得正确以及运行是否正常。
需要注意的是:
成功地与另一台主机进行一次或两次数据报交换并不表示TCP/IP配置就是正确的,必须执行大量的本地主机与远程主机的数据报交换,才能确信TCP/IP的正确性。
• 简单的说,Ping就是一个测试程序,如果Ping运行正确,大体上就可以排除网络访问层、网卡MODEM的输入输出线路、电缆和路由器等存在的故障,从而减小了问题的范围。
但由于可以自定义所发数据报的大小及无休止的高速发送,Ping也被某些别有用心的人作为DDOS(拒绝服务攻击)的工具,前段时间Yahoo就是被黑客利用数百台可以高速接入互联网的电脑连续发送大量Ping数据报而瘫痪的。
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