计算机网络实验报告.docx
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计算机网络实验报告
北京科技大学实验报告
学院:
自动化学院专业:
智能科学与技术班级:
姓名:
学号:
实验日期:
2017年12月8日
实验名称:
计算机网络实验
实验目的:
预习实验:
1、深入理解以太网原理;
2、理解ARP协议、ICMP协议、IP协议和TCP协议的原理;
3、掌握wireshark软件的使用方法。
实验一最简网络互连:
1、掌握路由器命令行各种操作模式的区别,以及模式之间的切换;
2、掌握路由器端口的常用配置参数;
3、查看路由器系统和配置信息,掌握当前路由器的工作状态。
实验二路由实验:
1、深入掌握IP协议和路由原理;
2、掌握静态路由原理和RIP路由协议原理。
实验仪器:
实验一最简网络互连:
Ruijie路由器(1台)、主机(2台)、直连线(2条),拓扑如下:
实验二路由实验:
Ruijie路由器(2台)、主机(2台)、直连线(2条),拓扑如下:
实验原理:
1、以太网的工作原理
(1)在以太网中是基于广播方式传输数据的,即所有的物理信号都要经过同一网段的所有设备。
(2)网卡可设置成混杂模式,在这种模式下网卡能接收到一切通过它的数据,能不管实际上的数据的目的地址是不是它。
计算机直接传输的数据是大量的二进制数据,因此一个网络监听程序还必须使用特定的网络协议来分解嗅探到的数据,嗅探器通过解析数据包头部的各字段含义,能够识别出这个数据片段对应于哪个协议,实现正确得解码。
TCP/IP协议族中不同层次的协议
2、协议标识
由于TCP、UDP、ICMP和IGMP都向IP传输数据,因此IP头部必须加入标识字段,以表明数据属于哪种协议,在IP的头部信息中有8bit长度的字段,称作协议域,其中1表示为ICMP,2表示为IGMP,6表示为TCP,17表示为UDP协议。
实验内容与步骤:
预习实验:
1、网络命令学习
(1)点击“开始”→“运行”,输入cmd回车,打开的是dos的命令窗口,在命令行中输入ipconfig命令,查看计算机当前的IP地址、子网掩码和默认网关。
添加上参数,输入ipconfig/all记录本地连接中IP地址,MAC地址(PhysicalAddress),网关(DefaultGateway)等信息。
如:
MAC:
00-98-99-00-EA-32
IP:
222.28.78.X
网关:
222.28.78.1
(2)在命令行下输入routeprint命令,查看本机上路由表信息。
(3)输入arp–a命令,查看本地高速缓存中IP地址和MAC地址的信息,并记录下来。
(4)两位同学组成一组,输入命令ping222.28.78.X(对方IP地址),如ping222.28.78.100,测试当前主机到目的主机的网络连接状态。
读懂ping包下面的统计信息,判断是否连通。
(5)再次输入arp–a命令,查看本地高速缓存中IP地址和MAC地址的信息,并记录下来。
(6)命令arp–d用来删除本地高速缓存中的记录。
2、软件学习
(1)安装软件Wireshark,点击图标“wireshark”,打开网络分析软件。
(2)点击菜单栏中的“capture”→“Interfaces”,查看网络接口的当前状态。
在相应的接口后面点击“start”,即可开始抓包。
点击菜单栏的“capture”→“stop”即可停止抓包。
(3)点击菜单栏的“capture”→“option”,在过滤器CaptureFilter栏输入etherproto0x0806oripproto1,表明只抓取ARP和ICMP数据。
点击“start”,开始抓包,在dos命令行下输入命令(ping+对方IP),观察抓到的包,点击菜单栏的“capture”→“stop”停止抓包。
分析抓到的一组ARP数据包,即请求(request)和应答(reply)包,记录数据链路层的源地址和目的地址。
分析一组ICMP数据包,请求(request)和应答(reply),记录数据链路层的源地址和目的地址;IP协议的源地址和目的地址。
(4)抓取TCP协议的三次握手过程,并分析TCP数据包,记录连接的序列号、确认号和标识符(即:
seq、SYN、ACK、ack等)。
实验一最简网络互连:
1、路由器基本配置命令熟悉
在进行下面的实验之前首先预习《计算机网络实验指导书》中实验四----路由器基本配置实验,熟悉基本配置命令。
必须掌握的命令:
模式切换命令;
Show命令:
showiproute,showinterface,showrunning-config,showipinterfacebrief等;
IP地址配置命令:
ipaddress;
Ping命令;
No命令。
注意:
在进行下面实验之前使用no命令清除所有已存在的配置。
2、线缆连接
两个人一组,选择1台路由器,2台PC机,在配线架上找到两台PC机所对应的接口和路由器对应的接口,使用直连双绞线将两台PC机的接口和路由器的接口分别进行连接。
详细记录实验拓扑结构。
3、配置路由器IP地址
配置路由器的G0/0以太网口地址为172.16.1.1255.255.255.0;
配置路由器的G0/1以太网口地址为10.0.0.1255.0.0.0;
Ruijie>enable
Ruijie#showipinterfacebrief//查看端口命名及状态
(记录两个端口名称GigabitEthernet0/0和0/1)
Ruijie#configureterminal进入全局配置模式
Ruijie(config)#interfaceGigabitEthernet0/0切换到端口模式
Ruijie(config-if)#ipaddress172.16.1.1255.255.255.0给端口地址
Ruijie(config-if)#noshutdown开启端口(默认关闭)
Ruijie(config-if)#exit退回一级
Ruijie(config)#interfaceGigabitEthernet0/1
Ruijie(config-if)#ipaddress10.0.0.1255.0.0.0
Ruijie(config-if)#noshutdown
4、PC机IP地址配置
右键点击PC机上“网上邻居”,选择“属性”,找到“本地连接2”,右键点击“属性”,选择“TCP/IP”,可配置IP地址和相应掩码。
配置PC1的“本地连接2”接口地址为172.16.1.2/24,网关接口为172.16.1.1;
24表示子网掩码为:
255.255.255.0
配置PC2的“本地连接2”接口地址为10.0.0.2/8,网关接口为10.0.0.1;
8表示子网掩码为:
255.0.0.0
记录配置是否成功和提示信息;
在PC机的命令行状态下执行ipconfig/all命令查看配置是否生效,记录本机的“本地连接2”网卡的MAC地址、IP地址、掩码、网关等信息。
如:
MAC:
00-98-99-00-EA-32
IP:
222.28.78.X
网关:
222.28.78.1
5、查看实验结果
在PC1命令行下输入命令ping10.0.0.2
在PC2命令行下输入命令ping172.16.1.2
观察现象,记录是否成功;如果不成功,分析原因。
6、修改(第三步)路由器的端口地址,重复后面的过程
路由器的G0/1以太网口地址修改为172.16.1.3255.255.255.0;
并将PC2的“本地连接2”接口地址修改为172.16.1.4/24,网关接口为172.16.1.3;
配置是否成功?
分析原因
7、查看路由表
在路由器上的“router#”模式(特权用户模式)下,使用“showiproute”命令查看路由器的路由表;
在PC机命令行模式下用“routeprint”命令显示PC机的路由表。
8、点击桌面上的“wireshark”,点击菜单栏的“capture”→“option”,在interface下拉菜单中,选中“网络实验”这块网卡,相应的IP地址会显示出来,在过滤器CaptureFilter栏输入arporicmp,表明只抓取ARP和ICMP数据。
点击“start”,开始抓包,在PC机的dos命令行下输入命令(ping+对方IP),观察抓到的包,点击菜单栏的“capture”→“stop”停止抓包。
分析抓到的一组ARP数据包,即请求(request)和应答(reply)包,记录数据链路层的源地址和目的地址。
分析一组ICMP数据包,请求(request)和应答(reply),记录数据链路层的源地址和目的地址;IP协议的源地址和目的地址。
如果抓取的只有ICMP的包,而没有ARP数据包,在命令行下输入arp-d
命令,再执行开始抓包,在命令行下输入(ping+对方IP),就会抓到两种类型的包,在实验报告中分析一下原因。
实验二路由实验:
1、静态路由配置,参照《实验指导书》实验五。
2、线缆连接
1)每组机柜里面,Router1和Router2串口线已经接好,Router3和Router4的串口线也应经接好。
2)四人一组,选择R1和R2(或R3和R4),选择两台PC机,在配线架上找到两台PC机所对应的接口和路由器对应的接口,使用直连双绞线将两台PC机的接口和路由器的接口分别进行连接,路由器接口选用GigabitEthernet接口。
3、配置路由器接口地址
配置路由器R1的GE0/0以太网口地址为172.16.1.1255.255.255.0;
S2/0串口地址为172.16.2.1255.255.255.0;
Ruijie_01>enable
Ruijie_01#configureterminal
Ruijie_01(config)#interfaceGigabitEthernet0/0
Ruijie_01(config-if)#ipaddress172.16.1.1255.255.255.0
Ruijie_01(config-if)#noshutdown
Ruijie_01(config)#interfaceserial2/0
Ruijie_01(config-if)#ipaddress172.16.2.1255.255.255.0
Ruijie_01(config-if)#clockrate64000配置Router1的时钟频率(DCE)
Ruijie_01(config-if)#noshutdown
配置路由器R2的GE0/0以太网口地址为172.16.3.1255.255.255.0;
S2/0串口地址为172.16.2.1255.255.255.0;
Ruijie_02>enable
Ruijie_02#configureterminal
Ruijie_02(config)#interfaceGigabitEthernet0/0
Ruijie_02(config-if)#ipaddress172.16.3.1255.255.255.0
Ruijie_02(config-if)#noshutdown
Ruijie_02(config)#interfaceserial2/0
Ruijie_02(config-if)#ipaddress172.16.2.2255.255.255.0
Ruijie_02(config-if)#noshutdown
4、PC机IP地址配置
右键点击PC机上“网上邻居”,选择“属性”,找到“本地连接2”,右键点击“属性”,选择“TCP/IP”,可配置IP地址和相应掩码。
配置PC1的“本地连接2”接口地址为172.16.1.11/24,网关接口为172.16.1.1;
配置PC2的“本地连接2”接口地址为172.16.3.33/24,网关接口为172.16.3.1;
记录配置是否成功和提示信息;
在PC机的命令行状态下执行ipconfig命令查看配置是否生效。
5、查看实验结果
在PC1命令行下输入命令ping172.16.3.33
在PC2命令行下输入命令ping172.16.1.11
观察现象,记录是否成功。
6、写入静态路由表
在Router1上配置路由
Ruijie_01(config)#iproute172.16.3.0255.255.255.0172.16.2.2
在Router2上配置路由
Ruijie_02(config)#iproute172.16.1.0255.255.255.0172.16.2.1
7、分段进行测试
在PC机上执行ping命令测试,由近至远测试哪些接口可ping通,哪些接口ping不通;
在路由器上执行ping命令测试,由近至远测试哪些接口可ping通,哪些接口ping不通;
172.16.1.1172.16.1.11172.16.2.1
172.16.2.2172.16.3.1172.16.3.33
8、查看路由表
在路由器上的“router#”模式(特权用户模式)下,使用“showiproute”命令查看路由器的路由表;
在PC机命令行模式下用“routeprint”命令显示PC机的路由表。
实验数据:
预习实验:
(1)
MAC:
88-51-FB-69-3D-CC
IP:
202.204.60.10
网关:
202.204.60.1
(2)
本机路由表
(3)
组内测试ping成功
(4)
数据链路层的源地址和目的地址;IP协议的源地址和目的地址。
实验一最简网络互连:
(1)实验环境
A08–g0
A09-g1
(2)
(3)
实验二路由实验:
(1)实验环境
A08–g0
A09-g1
(2)分段进行测试,ping通六个IP
(3)在PC机命令行模式下用“routeprint”命令显示PC机的路由表。
(4)在路由器上的“router#”模式(特权用户模式)下,使用“showiproute”命令查看路由器的路由表;
实验数据处理:
预习实验:
1.数据链路层(以太网)数据帧分析:
类型ARP
目的地址00:
e0:
4c:
23:
a9:
07
源地址14:
14:
4b:
7b:
a3:
10
所抓数据包为
00E04c23a90714144b7ba31008060001
分析:
“00E04c23a907”是目的MAC地址,“14144b7ba310”是源MAC地址,“0806”是数据类型
2.IP数据包分析
所抓数据包为
4c23a907080600014c230907ac100104014c10e0
第一个字节“4c”高四位是4,表示此数据报是IPv4版本;低四位是c,表示首部长度,由于首部长度以4字节为单位,所以IP数据包的首部长度为20字节。
第二个字节“23”表示服务类型。
第3、4个字节是“a907”,表示数据报的总长度。
第5、6个字节是“0806”表示标识字段。
第7个字节“00”的高4位表示标志字段,低4位和第8个字节“00”组成片偏移字段。
第9个字节“4c”表示生存时间;第10个字节“23”表示数据包的数据部分属于哪个协议,此值代表的协议是TCP协议。
第11、12两个字节表示首部校验和。
第13到16字节“ac100104”的4个字节表示源IP地址是ac:
10:
01:
04。
第17到20个字节“014c10e0”表示目的IP地址是01:
4c:
10:
e0。
实验一最简网络互连:
1.分析抓到的数据包
ARP类型源MAC目的MAC
ArpRequest14:
14:
4b:
7b:
a3:
1000:
e0:
4c:
23:
a9:
07
2.发生变化的原因
本地IP和子网掩码发生修改
实验二路由实验:
(1)为什么主机需要配置网关才能互相ping通?
交换机的原理就是通过mac传输数据的,mac有个表,对应哪个端口发送出去。
它是没有ip包传送能力的。
网关就是把所有没有找到目的地的数据都丢给它。
当交换机收到一个帧,翻遍mac表没有找到出口就丢给网关。
没有网关就丢掉。
实验结果与分析:
(1)分组及实验任务
组内成员
郑文豪、马崇天。
张冉、黄铭梁。
(第二次实验)
本人任务
路由器的连接、Ruijie系统的使用、Ping配对的校验。
(2)实验过程中的棘手问题
预习实验过程中,无论如何调试都无法ping成功。
经检查时路由接口松动,拧紧后即可正常实验。
由此可见硬件的配置在计算机网络调试中的重要性。
(3)实验结果
顺利完成三次实验课题及多项实验内容。
多路ping连接成功、并顺利抓包。
(4)实验心得
在本次实验中,更深入理解以太网原理,掌握了wireshark软件以及Ruijie系统的使用,路由器端口的常用配置模式以及工作状态的校验,静态路由原理和RIP路由协议原理。
在实验的过程中,由于每个人对知识的掌握程度和范围不同,我们在调试的过程中积极讨论问题,合力解决问题。
培养了团队合作的能力以及解决问题的能力。
受益匪浅。
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