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1、计算机网络实验指导书实验1 常用的Windows网络命令1.1 实验目的熟悉常用的Windows网络命令，掌握它们各自的使用场合和使用方法。1.2 实验原理下面介绍一些常见的网络操作命令。（1）ping这几乎是最常用的网络命令，用于测试物理网络的连通性。（2）arp显示和修改IP地址与物理地址之间的映射表。（3）ipconfig该诊断命令显示所有当前的 TCP/IP 网络配置值。（4）netstat显示协议统计和当前的 TCP/IP 网络连接。（5）route控制网络路由表。（6）tracert判定数据包到达目的主机所经过的路径、显示数据包经过的中继节点清单和到达时间。1.3 实验环境工作在W
2、indows操作系统下，并带网络连接的PC机。1.4 实验内容1.4.1 实验场景了解命令可携带的参数，在带有网络连接的Windows环境下，利用命令行的方式完成一系列的网络操作。1.4.2 实验步骤(1) 在Windows下启动命令提示符，通过键入“ping /?”了解ping命令的用法及各种参数的含义；尝试执行带各种参数的ping命令，观察所显示的结果，分析这些结果代表的含义。(2) 类似地，通过在命令提示符下键入“命令 /?”了解arp、ipconfig、netstat、route、tracert等命令的用法及各种参数的含义；尝试执行带各种参数的这些命令，观察所显示的结果，并分析这些结果
3、代表的含义。(3) 记录并总结上述6个命令携带各种参数时的用法和意义。实验2 网络数据包分析2.1 实验目的利用网络分析软件截获网络中的数据包，并对其中的各个协议字段进行分析，从而加深对网络协议的理解。2.2 实验原理分层模型中，主要利用数据封装来实现不同系统间的通信。数据封装是指将协议数据单元（PDU）封装在一组协议头和尾中的过程。在 OSI 7层参考模型中，每层主要负责与其它机器上的对等层进行通信。该过程是在“协议数据单元”（PDU）中实现的，其中每层的 PDU 一般由本层的协议头、协议尾和数据封装构成。每层可以添加协议头（和尾）到其对应的 PDU ，协议头包括对等层之间通信的相关信息。协
4、议头、协议尾和数据是三个相对的概念，这主要取决于进行信息单元分析的各个层。例如，传输层协议头包含只有传输层可以看到的信息，而位于传输层以下的网络层将传输层协议头+传输层数据作为自己的数据部分来处理；而在网络层，一个信息单元（packet）由网络层协议头和网络层数据构成；数据链路层中，由网络层传送下去的所有信息（协议头和数据）均被视为数据。图2-1表示了以太网MAC数据帧、IP分组、TCP/UDP数据报的组成和各协议字段的含义，以及它们之间的包含关系。此外，网络中的地址映射、报文控制、组网管理等功能都由相应的协议在分层体系中的不同位置来完成。其具体的协议字段可参阅教材的相关章节。2.3 实验环境
5、工作在Windows操作系统下，并带网络连接的PC机；网络分析软件CommView。2.4 实验内容2.4.1 实验场景在运行了各种应用程序的环境下，利用CommView扫描PC机的网络接口，捕获各类的数据包，并对他们进行分析。了解各种应用程序分别工作在什么样的协议环境中。图2-1 MAC帧、IP分组和UDP/TCP报文格式利用MAC帧直接封装IP分组是目前最为常见的互联网应用模式之一，在本实验中所截获的数据大多数是属于这种封装形势。但应该明确的是在以太网技术的体系结构IEEE802中，存在有多种的封装方式，不同的应用可能采用不同的封装形式，在进行实验时应予以关注。2.4.2 实验步骤(1)
6、在Windows下启动CommView，并启动捕获操作。(2) 打开命令行界面，利用ping命令测试与临近主机间的连通性。(3) 利用arp命令查看arp表。(4) 利用tracert命令，查看本机与学校的DNS Server之间的路由。(5) 利用ftp协议进行网上资源共享。(6) 利用IE浏览网页。(7) 运行其它要使用网络连接的应用程序。(8) 在CommView中停止捕获操作，然后分析所捕获的各种数据，分别找出与以上各种应用程序所对应的数据包，并记录实验结果（对应每一种应用程序，至少记录一个结果）。2.5 问题回答(1) ping命令所交互的数据采用了哪一种协议进行封装？(2) 如何区
7、分一个MAC帧当中封装的上层数据是IP分组还是ARP分组？(3) 分别列举出在传输层采用TCP协议和UDP协议的应用程序各3种，它们在传输层协议中各自使用什么样的端口？实验3 简单的网络互联3.1 实验目的了解网络互联的原理，以及利用网络设备组建计算机网络的方法。掌握简单的网络设备配置命令。3.2 实验原理交换式以太网是以交换机为核心交换结点所组建的计算机局域网。它保留了传统的共享式以太网所使用的数据帧结构，这使得它可以同共享式以太网兼容工作。同时，以交换机为核心的以太网采用依端口转发数据的方式，可以有效隔离冲突域，极大地提升网络性能，但是整个以太网仍然属于一个冲突域。传统的交换机是一种二层网
8、络设备，工作在数据链路层。路由器是进行网络互联的关键设备，用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。路由器通过搜集互联网内的各种拓扑和路径信息，依照一定的路由策略建立“路由表”作为数据转发的依据。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种计算机网络。路由器属于一种网络层互联设备，它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。交换机在进行数据转发时，处理的是链路层地址，是依照“目的主机”进行数据投递的；而路由器在进行数据转发时，处理的是网络层地址，是依照“
9、目的网络”进行数据投递的。路由器的每个端口各自连接了一个网络，这些网络可能采用了不同的链路层和物理层技术，并且它们各自处理的信息格式也不尽相同，但是它们通过路由器在网络层实现了互联。网络层的互联涉及到选路的工作，而这一工作主要由路由器通过建立和维护路由转发表来完成。路由表的基本组成为：目的网络转发端口下一跳地址链路度量（Metric）互联网中的每一个路由器根据数据中携带的目的地址，按照自己的路由表决定将从哪个（或哪些）端口转发此数据。路由表中的信息，可以由人工静态指配，也可以由一定的机制动态生成。其中静态路由信息中可以指定默认路由（Default Route），当IP分组的目的网络没有出现在路
10、由表中时，就把此IP分组送往默认路由所指定的路由器。3.3 实验环境工作在Windows操作系统下的PC机，Packet Tracer 4.11模拟器软件。其中型号为Generic Router-PT的路由器两台，型号为Generic Switch-PT的交换机两台，普通PC机八台。3.4 实验内容3.4.1 实验场景利用路由器和交换机搭建简单的互联网。3.4.2 实验步骤(1) 启动模拟器Packet Tracer 4.11。(2) 按照图3-1的拓扑结构搭建一个局域网，并对其中的PC机进行如图所示的配置。图3-1 交换机组建局域网(3) 利用ping命令验证各PC机之间的连通性。(4) 在
11、图3-1的基础上，按照图3-2的拓扑结构搭建网络。图3-2 路由器互连局域网(5) 对图3-2中的路由器和PC机进行相应的配置，路由器配置参考下表。Routerenable =进入特权模式Router#config terminal =进入全局配置模式Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#hostname R0 =指定主机名R0(config)#interface fa0/0 =指定要配置的端口R0(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.
12、255.0 =为端口配置IP地址R0(config-if)#no shut =使配置生效R0(config)#interface fa1/0R0(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0R0(config-if)#no shutR0(config-if)#end enableRouter#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#host R0R0(config)#interface fa0/0R0(config-if)#
13、ip address 192.168.0.1 255.255.255.0R0(config-if)#no shutR0(config-if)#interface fa1/0R0(config-if)#ip address 192.168.3.2 255.255.255.0R0(config-if)#no shutR0(config-if)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.3.3 enableRouter#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Rou
14、ter(config)#host R1R1(config)#interface fa0/0R1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0R1(config-if)#no shutR1(config-if)#interface fa1/0R1(config-if)#ip address 192.168.3.3 255.255.255.0R1(config-if)#no shutR1(config-if)#ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.3.2 =指派静态路由R1(config)#endR1
15、#copy run start(9) 验证各PC机之间的连通性。在路由器的CLI中利用show ip route命令察看路由器的路由转发表，并记录。(10) 下面配置默认路由。下表是对R0的配置，对R1的配置请自行参照执行。R0#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.R0(config)#no ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.3.3 =删除静态路由表项R0(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.3.3 =
16、添加默认路由R0(config)#endR0#copy run start(11) 验证各PC机之间的连通性。在路由器的CLI中利用show ip route命令察看路由器的路由转发表，并记录。3.5 问题回答(1) 在建立静态路由时，路由信息中采用的目的地址与PC机的IP地址有什么区别？为什么？(2) 某路由器Router A的路由表如下所示，据此画出网络拓扑图。Mask Destination Next Hop Interface255.255.0.0 110.70.0.0 - m0255.255.0.0 180.14.0.0 - m2255.255.0.0 190.17.0.0 - m1
17、255.255.0.0 130.4.0.0 190.17.6.5m1255.255.0.0 140.6.0.0 180.14.2.5m20.0.0.0 0.0.0.0 110.70.4.6m0实验4 路 由4.1 实验目的通过实验加深对“路由”的认识，理解路由器建立路由表的原理和方式。掌握简单的路由器配置命令。4.2 实验原理作为一种网络层设备，路由器负责IP分组的路由（routing，也可称作路由选择）和转发。路由的基本类型有：直连路由、静态路由、默认路由和动态路由。直连路由是与路由器直接相联网络的路由，路由器有对直连网络有转发能力，实验3中图3-2所示就属于直连路由。静态路由是管理员人为设
18、置的路由，设置好之后不能随意变化，这种路由配置简单，网络开支小，缺点是不能实时应对网络拓扑的改变，实验3中图3-3所做的配置就属于静态路由。默认路由是静态路由的一个特例，将路由表不能匹配的数据包送默认路由。动态路由是路由协议自动建立和管理的路由，常见动态路由协议有：RIP、IGRP、EIGRP、OSPF、BGP等。其中的RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议），是动态路由协议中最简单的一种，它采用一种叫做D-V的算法（距离-矢量算法），由相邻的路由器定期交换各自的路由信息，并且根据这些信息更新自己的路由表。RIP协议被设计为适用于使用同种技术的中型网络，
19、因此适应于大多数的校园网和使用速率变化不是很大的地区性网络。对于较复杂的网络环境，一般不使用 RIP 协议。4.3 实验环境工作在Windows操作系统下的PC机，Packet Tracer 4.11模拟器软件。其中型号为Generic Router-PT的路由器四台。4.4 实验内容4.4.1 实验场景通过对路由器的配置，分别采用静态路由和基于RIP的动态路由两种路由方式，在各种网络拓扑结构下维护网络的连通性。4.4.2 实验步骤(1) 启动模拟器Packet Tracer 4.11。(2) 按照图4-1的拓扑结构搭建网络，其中的路由器选择型号Generic Router-PT。对设备的IP
20、地址进行如图所示的配置。图4-1 实验网络拓扑1(3) 为各个路由器配置静态路由，使得整个网络连通。下表是Router0的静态路由配置，其它路由器配置请参照进行。然后用ping命令验证网络的连通性，并且用show ip route命令察看各个路由器的路由表，并记录。R0#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.R0(config)#ip route 10.15.1.0 255.255.255.0 10.15.0.2 =指派静态路由R0(config)#ip route 10.15.2.0 255.255
21、.255.0 10.15.0.2 =指派静态路由R0(config)#end%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleR0#copy run start(4) 查看并记录各路由器的路由表。在Router0内运行trace 10.15.2.2，观察Router0到达10.15.2.2所经过的路径，记录结果。(5) 修改图4-1的拓扑结构为图4-2结构，添加新增的端口的IP信息，其余设置均不改变。(6) 利用show ip route命令查看所有4个路由器的路由表，观察是否有变化，记录结果。在Router0内运行trace 10.15.2
22、.2，观察Router0到达10.15.2.2所经过的路径，记录结果。图4-2 实验网络拓扑2(7) 保存此拓扑，新建一个空白文件，并按照步骤（2）重新组建一个相同的网络。(8) 采用RIP协议为各个路由器配置动态路由，使得整个网络连通。下表是Router1的RIP路由配置，其余路由器配置请参照进行。然后用ping命令验证网络的连通性。R1#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.R1(config)#router rip =启用RIP协议R1(config-router)#network 10.15.
23、0.0 =与本路由器直连的网络R1(config-router)#network 10.15.1.0 enSwitch#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#host SW0SW0(config)#vlan 11 =在交换机上创建VLAN，编号11SW0(config-vlan)#name Test11 =为VLAN 11取名Test11SW0(config-vlan)#exitSW0(config)#vlan 22 =在交换机上创建VLAN，编号22SW0(config
24、-vlan)#name Test22 =为VLAN 11取名Test22SW0(config-vlan)#exitSW0(config)#int fa0/1SW0(config-if)#switchport mode access =将端口fa0/1配置为接入模式SW0(config-if)#switchport access vlan 22 =将端口fa0/1配置为属于VLAN 22SW0(config-if)#int fa1/1SW0(config-if)#switchport mode accessSW0(config-if)#switchport access vlan 22SW0(c
25、onfig-if)#int fa2/1SW0(config-if)#switchport mode accessSW0(config-if)#switchport access vlan 11SW0(config-if)#int fa3/1SW0(config-if)#switchport mode trunk =将端口fa3/1配置为主干模式SW0(config-if)#end%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleSW0#copy run start(4) 在PC机上利用ping命令测试个主机间的连通性，记录结果。(5) 为实现
26、VLAN间的通信，加入路由器，将网络拓扑修改为图6-4所示形式，并且PC机和路由器端口的IP地址配置作如图所示的调整，将VLAN 22和路由器端口fa4/0配置为子网202.115.2.0/27，将VLAN 11和路由器端口fa5/0配置为子网202.115.2.32/27。此外，交换机连接路由器的端口均设置为接入模式，且Switch0的fa4/1属于VLAN 22，Switch1的fa4/1属于VLAN 11。图6-4 利用路由器实现VLAN通信(6) 在PC机上利用ping命令测试个主机间的连通性，记录结果。6.5 问题回答(1) 在图6-4中，如果将Switch0的fa4/1端口设置成了
27、属于VLAN11，将Switch1的fa4/1端口设置成了属于VLAN22的话，要实现VLAN间通信，应该在哪些地方作如何的配置调整？(2) 可否将Switch0的fa4/1端口和Switch1的fa4/1端口都配置成trunk模式？为什么？附 录附录A Packet Tracer 4.11使用指南Packet Tracer是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具，为学习CCNA课程的网络初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。学习者可在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，软件中实现的IOS子集允许学生配置设备；并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运
28、行情况。下面简单介绍一下Packet Tracer 4.11的一些基本使用方法。1、软件启动后，出现如图附A-1的界面。其中，区域的按钮和几乎所有的应用软件类似新建、打开、保存、复制/粘贴等等。区域的空白部分是工作区，我们在这里绘制网络拓扑。注意左上角的一对选项卡，可以选择绘制物理（Physical）拓扑还是逻辑（Logical）拓扑，这里我们都选择绘制逻辑拓扑。区域是对已放置的设备的移动、删除、查看等操作。区域是绘制网络拓扑时，可以添加的设备的列表。图附A-1 Packet Tracer 4.11操作界面2、下面我们制作一个简单的网络拓扑。区域的设备中包括了路由器、交换机、集线器、无线设备、
29、连接线、终端设备、广域网模拟器等种类。首先点选区域的路由器图标，右边就列出了可选的路由器型号。接着单击点选其中的Generic Router-PT，然后在区域的空白处单击鼠标左键，就在拓扑图中放置了一个路由器（图附A-2）。图附A-2 放置路由器3、请参照上一步骤的方式，放置两台Generic Router-PT路由器和两台PC机在空白的拓扑图上（图附A-3）。分别单击路由器和PC机，将会跳出相应的设备属性对话框，显示设备的物理接口、系统配置等信息，图附A-4是Router0的属性对话框。不同设备的属性对话框会稍有不同。图附A-3 放置网络设备图附A-4 路由器的属性对话框4、区域中提供了多种
30、连接线缆（图附A-5），这些线缆包括（从左至右依次）：自动选择线缆、控制台连线、直连双绞线、交叉双绞线、光纤、电话线、同轴电缆、串行线时钟端、串行线数据端。图附A-5 各种连接电缆5、下面开始连线。连接时请注意与要连接的设备的网络接口相对应。首先，通过查看设备的属性对话框可以得知：PC机的网络连接为一个100BaseTX接口、一个RS232串行接口，路由器有两个100BaseTX接口、两个100BaseFX接口、两个Serial串行接口、一个console口和一个AUX口。显然，连接PC机和路由器的电缆应该是直连双绞线。我们在区域的电缆列表中单击选中直连双绞线（Copper Straight-
31、through），然后在拓扑图中单击PC0，在出现的接口列表中选FastEthernet（图附A-6），接着连线到Router0，在出现的接口列表中选FastEthernet0/0（或者1/0），这样就将PC0和Router0连接起来了。图附A-6 选择接口6、两个路由器间有多种方式可以连接，这里我们选择光纤进行连接。在区域的电缆列表中单击选中光纤（Fiber），然后在拓扑图中单击Router0，在出现的接口列表中选FastEthernet4/0（或5/0，注意其图标与双绞线接口不同）（图附A-7），接着连线到Router1，在出现的接口列表中选FastEthernet4/0（或5/0），连接
32、完成，形成最终的网络拓扑如图附A-8。图附A-7 选择接口图附A-8 完成的网络拓扑7、接下来是对各个设备的配置。配置工作是在属性对话框里完成的，对PC机的配置主要是指配IP地址、掩码、网关等；对路由器的配置则包括了为端口指配IP地址、设置路由方式等等。其中对路由器的配置是基于命令行界面（CLI）的，相关的配置命令见附录B。8、Packet Tracer模拟器界面友好、容易掌握。初学者通过对以上操作的熟悉应该可以容易地自行了解本软件的基本使用方法。更深入的理解与应用请参阅软件附带的帮助文档。附录B Cisco路由器基本配置命令(一) 基本的路由器检验命令show version 显示路由器的软、硬件系统信息show ip route 显示当前的路由信息show startup-config 显示闪存中的启动配置信息show running-config 显示正在运行的配置信息show interfaces 显示路由器的各端口状态信息ping IP地址 检查到指定IP地址的连通性trace IP地址 判定到达目的IP所经过的路径和到达时间(二) 基本的路由器配置命令enable 进入特权模式config t
