计算机网络实验2013版-

-1-计算机网络实验报告专业计算机科学与技术班级11X学号XXX姓名XXX指导教师袁志祥安徽工业大学计算机学院二○一三年十二月-2-目录实验总体说明............................................................................................3拓扑结构说明............................................................................................4实验一以太网帧的构成........................................................................5实验二地址解析协议ARP...................................................................9实验三网际协议IP.............................................................................12实验四路由信息协议RIP..................................................................18实验五传输控制协议TCP.................................................................22试验六邮件协议SMTP、POP3、IMAP..........................................28实验七协议HTTP..............................................................................31-3-实验总体说明1.实验总体目标配合计算机网络课程的教学，加强学生对计算机网络知识（TCP/IP协议）的深刻理解，培养学生的实际操作能力。2.实验环境计算机网络协议仿真实验室：实验环境：网络协议仿真教学系统（通用版）一套开发工具：VC++硬件设备：服务器，中心控制设备，组控设备，PC机若干台操作系统：Windows2003服务器版3.实验总体要求按照各项实验内容做实验，记录各种数据包信息，包括操作、观察、记录、分析，通过操作和观察获得直观印象，从获得的数据中分析网络协议的工作原理；每项实验均提交实验报告，实验报告的内容可参照实验的具体要求，但总体上应包括以下内容：实验准备情况，实验记录，实验结果分析，算法描述，程序段，实验过程中遇到的问题以及对思考问题的解答等，实验目的、实验原理、实验步骤不需要写入实验报告中。拓扑结构说明拓扑结构1-4-说明：IP地址分配规则为主机使用原有IP,保证所有主机在同一网段内。拓扑结构2说明：●主机A、C、D的默认网关是172.16.1.1；主机E、F的默认网关是172.16.0.1。●双网卡主机，左端物理接口为物理接口1，右端物理接口为物理接口2。拓扑结构3-5-说明：●主机A的默认网关为172.16.0.1；主机C的默认网关为192.168.0.2；主机D的默认网关为192.168.0.1；主机F的默认网关为172.16.1.1；主机B和主机E不设置默认网关。●双网卡主机，左端物理接口为物理接口1，右端物理接口为物理接口2。实验一以太网帧的构成【实验目的】1.掌握以太网的报文格式2.掌握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.掌握协议编辑器和协议分析器的使用方法6.掌握协议栈发送和接收以太网数据帧的过程【实验环境配置】该实验采用网络结构一。【实验内容】练习一：领略真实的MAC帧各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。-6-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、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作。1.主机B启动协议分析器，新建捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ICMP协议）。2.主机Aping主机B，察看主机B协议分析器捕获的数据包，分析MAC帧格式。3.将主机B的过滤器恢复为默认状态。练习二：理解MAC地址的作用本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。1.主机B、D、E、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（源MAC地址为主机A的MAC地址）。2.主机Aping主机C。3.主机B、D、E、F上停止捕获数据，在捕获的数据中查找主机A所发送的ICMP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BE05A2C000D87DF84F3收到B与A直接相连主机DE05A27000D87DF84F3收到，D与C直接相连主机EDF7179未收到，A与F，A与E未连接主机FDF8A06未收到，A与F，A与E未连接练习三：编辑并发送MAC广播帧本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。1.主机E启动协议编辑器。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46—1500字节之间的数据3.主机A、B、C、D、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（源MAC地址为主机E的MAC地址）。4.主机E发送已编辑好的数据帧。5.主机A、B、C、D、F停止捕获数据，察看捕获到的数据中是否含有主机E所发送的数据帧。●结合练习三的实验结果，简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。-7-答：作为广播地址，完成一对多的通信方式思考问题：练习1：1.为什么有的主机会收到ICMP数据包而有的主机收不到ICMP数据包？答：ICMP协议在某些情况下不会发送错误信息。ICMP不会对ICMP信息作出相应。如果ICMP回应其他ICMP信息，这些信息的数量回爆炸性增长而演变为一场ICMP信息风暴。为了防止出现信息风暴，ICMP信息也不会回应一个广播或者多播地址。2.根据实验理解集线器（共享设备）和交换机（交换设备）的区别？答：交换机交换机的英文名称之为“Switch”，它是集线器的升级换代产品，从外观上来看的话，它与集线器基本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方形盒状体。交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。集线器集线器（HUB）是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备,是对网络进行集中管理的最小单元。英文HUB就是中心的意思,像树的主干一样,它是各分支的汇集点。许多种类型的网络都依靠集线器来连接各种设备并把数据分发到各个网段。HUB基本上是一个共享设备,其实质是一个中继器,主要提供信号放大和中转的功能,它把一个端口接收的全部信号向所有端口分发出去。3.说明共享设备的不安全性。答：共享设备发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播放送方式。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点，很可能带来数据通信的不安全因素，一些非法分子很容易就能截获他人的数据包。练习2：1.主机A、B、C、D、F是否可以收到主机E的广播帧？答：可以。2.说明MAC广播帧的范围？答：网络上所有的计算机。练习3：1.如何编辑LLC无编号帧和LLC数据帧。答：启动协议编辑器，编写一个LLC帧，按实验要求编写目的MAC地址和源MAC地址，协议类型和数据长度改为001F，控制字段改为02然后按回车，在用户定义数据/数据字段填上所要发送的数据，这就是LLC数据帧。在LLC数据帧的基础上将其改成LLC无编号帧(前-8-两个比特位为1)在用户定义数据/数据字段填上所要发送的数据2.在协议分析端捕获到该帧，帧的长度是多少？由此理解以太网的最短帧长度。答：协议分析端捕获到该帧，帧长度是27个字节；现在的IPv4是32位的，所以就是说最短有效帧不能小于64字节。3.为什么IEEE802标准将数据链路层分割为MAC子层和LLC子层？答：由于HDLC并不支持多点平衡配置，这使得在局域网中有引入媒体访问协议的必要性，IEEE802参考模型将数据链路层划分为两个子层，媒体访问控制MAC子层和逻辑链路控制LLC子层。MAC子层与物理层相关联，而LLC子层则完全独立出来，为高层提供服务，这样就实现了物理层和数据链路层的完全独立，解决了lSO制定的计算机网络7层参考模型（即OSI模型）中局域网物理层和数据链路层不能完全独立的问题。4.为什么以太网有最短帧长度的要求？答：帧的格式决定了帧有一个最短长度，这个最小长度应该是即使里面没有上层数据，也就是第三层的数据包为空的长度，如果小于这个最小长度，则说明肯定是坏帧，（意味着除去上层数据的其他数据丢失了）没有必要再去读里面具体的内容，这样就节省了网络设备的资源，提高了数据传输效率。实验二地址解析协议ARP【实验目的】1.掌握ARP协议的报文格式2.掌握ARP协议的工作原理3.理解ARP高速缓存的作用4.掌握ARP请求和应答的实现方法5.掌握ARP缓存表的维护过程【实验环境】该实验采用网络结构二【实验内容】练习一：领略真实的ARP（同一子网）各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。1.主机A、B、C、D、E、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP、ICMP）。2.主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“arp-d”命令，清空ARP高速缓存。3.主机Aping主机D（172.16.1.4）。4.主机Eping主机F（172.16.0.3）。5.主机A、B、C、D、E、F停止捕获数据，并立即在命令行下运行“arp-a”命令察看ARP-9-高速缓存。●ARP高速缓存表由哪几项组成？答：状态、硬件类型、协议类型、硬件地址长度、协议地址长度、接口号、队列号、尝试、超时、硬件地址、协议地址●结合协议分析器上采集到的ARP报文和ARP高速缓存表中新增加的条目，简述ARP协议的报文交互过程以及ARP高速缓存表的更新过程。答：源主机在发送IP报文时，先检查高速缓存，若找到目的主机IP地址对应的MAC地址，则开始发送报文，若没有，则发送一个带有ARP报文的以太网广播帧询问，在收到目的主机返回的ARP响应报文后更新高速缓存再发送IP报文练习二：编辑并发送ARP报文（同一子网）本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。1.在主机E上启动协议编辑器，并编辑一个ARP请求报文。其中：MAC层：目的MAC地址：设置为FFFFFF-FFFFFF源MAC地址：设置为主机E的MAC地址协议类型或数据长度：0806ARP层：发送端硬件地址：设置为主机E的MAC地址发送端逻辑地址：设置为主机E的IP地址（172.16.0.2）目的端硬件地址：设置为000000-000000目的端逻辑地址：设置为主机F的IP地址（172.16.0.3）2.主机B、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP协议）。3.主机B、E、F在命令行下运行“arp-d”命令，清空ARP高速缓存。主机E发送已编辑好的ARP报文。4.主机B、F停止捕获数据，分析捕获到的数据，进一步体会ARP报文交互过程。1.哪些主机收到了ARP请求包，哪个主机给出了ARP响应包？答：主机A、B、C、D、F都收到ARP请求包主机F给出了AR