《计算机网络》实验指导书Word格式.docx

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路径：

信息所存放的路径名

3.万维网工作过程

（1）链接到URL的超链

（2）建立TCP连接

（3）发送HTTP请求

（4）HTTP响应

（5）释放TCP连接

六、实验步骤及内容

本实验将主机A和B作为一组，主机C和D为一组，主机E和F为一组，现仅以一组为例，说明实验步骤。

按照拓扑结构图连接网络，使用拓扑验证检查连接的正确性。

（一）页面访问

1．主机A清空IE缓存。

2．主机B启动协议分析器开始捕捉数据，并设置过滤条件（提取HTTP协议）。

3．主机A启动IE浏览器，在“地址”框输入“http:

//172.16.0.10/experiment”，并连接。

4．主机B停止捕获数据，保存会话命令（方法：

会话交互视图/单击右键/保存会话命令菜单，保存为Http1.txt），分析捕获到的数据，并回答以下问题：

●本练习使用HTTP协议的哪种方法？

简述这种方法的作用。

●根据本练习的报文内容，填写下表。

主机名

URL

服务器类型

传输文本类型

访问时间

●参考“会话分析”视图显示结果，绘制此次访问过程的报文交互图（包括TCP协议）。

●简述TCP协议和HTTP协议之间的关系。

（二）页面提交

1.主机B启动协议分析器开始捕获数据，并设置过滤条件（提取HTTP协议）

2.主机A启动IE浏览器，在“地址”框中输入“http:

//172.16.0.10/experiment/post.html”，并连接。

在返回页面中，填写“用户名”和“密码”，单击“确定”按钮。

3.主机B停止捕获数据，保存会话命令（方法：

会话交互视图/单击右键/保存会话命令菜单，保存为Http2.txt），分析捕获到的数据，并回答以下问题：

●本练习的提交过程使用HTTP协议的哪种方法？

●此次通信分几个阶段？

每个阶段完成什么工作？

●参考“会话分析”视图显示结果，绘制此次提交过程的报文交互图（包括TCP协议）。

（三）获取页面信息

1.主机A启动仿真编辑器，进入“TCP连接视图”。

2.主机B启动协议分析器开始捕获数据，并设置过滤条件（提取HTTP协议）

3.主机A在“TCP连接视图”上，设置“服务器信息/IP地址”为服务器IP（172.16.0.10）；

设置“服务器信息、端口”为80；

单击“连接”按钮来和服务器建立连接。

4.主机A在“TCP连接视图”上，设置“发送数据（文本）”为以下内容：

HEAD/experiment/HTTP/1.1<

CRLF>

Host:

172.16.0.10<

<

单击“发送”按钮。

5.主机A在“TCP连接视图”上的“显示数据（文本）”中查看服务器返回信息。

6.主机B停止捕获数据，保存会话命令（方法：

会话交互视图/单击右键/保存会话命令菜单，保存为Http3.txt），分析捕获到的数据。

（四）较复杂的页面访问（选作）

1.主机A使用“ipconfig/flushdns”命令清空DNS高速缓存。

2.主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取DNS、HTTP协议）。

3.主机A启动IE浏览器，在地址框中输入http:

//JServer.Netlab/complexpage.html。

4.主机B停止捕获数据，察看相关会话，保存会话命令（方法：

会话交互视图/单击右键/保存会话命令菜单，保存为Http4.txt），分析捕获到的数据，并回答以下问题：

●简述主机B捕获到的DNS报文在本次通信中所起到的作用。

●结合本次实验结果，简述浏览器是如何处理一个访问请求的。

七、思考问题

1．同时打开多个浏览器窗口并访问一个WEB站点的不同页面时，系统是根据什么吧返回的页面正确地显示到相应窗口的？

2．一个主页是否只有一个连接？

3.为什么HTTP不保持与客户端的TCP连接？

邮件协议SMTP、POP3、IMAP

深入理解邮件服务协议，掌握相关协议的使用方法。

1．掌握邮件服务的工作原理

2．掌握SMTP、POP3、IMAP的工作过程

3．了解SMTP、POP3、IMAP协议的命令和使用方法

从发件人到收件人之间的邮件传输过程有三个阶段构成：

第一阶段：

电子邮件从用户代理进入本地服务器。

邮件并不是直接传送到远程服务器的，因为远程服务器不能保证始终可用。

所以，邮件在发送前会一直保存在本地服务器中。

用户代理使用SMTP客户端软件，而本地服务器使用SMTP服务器软件。

第二阶段：

电子邮件由本地服务器中继传递。

在这一阶段，远程服务器作为SMTP服务器，而本地服务器作为SMTP客户端。

电子邮件分发给远程服务器，而不是远程用户代理。

原因是SMTP报文必须由始至终处于运行状态的服务器接收，服务器必须不间断运行的原因是由于邮件可能随时到达。

然而，人们经常在一天的工作结束时关闭计算机，所以，通常情况下，组织机构会分派一台计算机作为邮件服务器，运行SMTP服务器程序。

电子邮件由这台服务器接收，存储在用户的邮箱中，便于以后检索。

第三阶段：

远程服务代理使用邮件访问协议，如POP3或者IMAP来访问邮箱并获取邮件。

六、实验步骤

本实验要求：

●每台仿真编辑器上都要安装outlookexpress软件，学生可以进行帐号的配置并利用其进行收发邮件的操作。

实验室建立了自己的邮件服务器，并提供IP地址、用户帐号、密码和域名。

●将主机A和B作为一个小组，主机C和D作为一个小组，主机E和F作为一个小组。

现仅以一组为例，说明实验步骤。

●用户名和密码的分配规则：

每个实验组按照编号索引使用group1_作为用户名和密码的前缀，实验组内的小组在前缀基础上使用1-3的数字作为后缀。

例如：

实验组1的第一小组（主机A和主机B）使用group1_1作为用户名和密码，以此类推。

（一）使用Outlook发送电子邮件

1．主机B启动协议分析器进行数据捕获，并设置过滤条件（提取SMTP协议）。

2．主机A打开邮件工具OutlookExpress并设置一个邮件帐号，邮件接收服务器为POP3，编辑并发送一封电子邮件。

3．查看主机B捕获的数据，保存会话命令（方法：

会话交互视图/单击右键/保存会话命令菜单，保存为Smtp.txt）。

（1）SMTP使用的TCP端口是。

（2）找出传输用户帐号及密码的数据包，能不能看到用户密码？

（3）结合Smtp.txt的SMTP传输过程，填写下表。

SMTP连接建立过程

源IP

目的IP

报文摘要和参数

报文作用

邮件传输过程

SMTP连接释放过程

（4）找到传输邮件内容的第一个报文，即包含很多HeaderField字段的Smtp报文：

●邮件的内容首部包括一些关键信息，如From、Subject、To等，请分析邮件首部格式。

●分析在邮件的首部字段中有关MIME的信息。

（二）使用Outlook接收电子邮件（选作）

1、使用POP3协议接收

（1）主机B启动协议分析器进行数据捕获，并设置过滤条件（提取POP3协议）。

（2）主机A接收联系一中发送的邮件。

（3）查看主机B捕获的数据，保存会话命令（方法：

会话交互视图/单击右键/保存会话命令菜单，保存为POP3.txt）。

●POP3使用的TCP端口是。

●找出传输用户帐号及密码的数据包，能不能看到用户密码？

●结合POP3.txt的内容，分析POP3协议的工作过程并画出邮件接收过程简图，比较它与SMTP协议的不同点。

●找到接收邮件内容的报文（命令RETR的响应报文），查看是否与发送的内容一致？

2、使用IMAP协议接收

（1）主机B重新进行数据捕获，并设置过滤条件（提取IMAP协议）。

（2）主机A使用OutlookExpress设置一个邮件帐号，邮件接收服务器为IMAP。

发送一封邮件并对其接收。

会话交互视图/单击右键/保存会话命令菜单，保存为IMAP.txt）。

●IMAP使用的TCP端口是。

●结合IMAP.txt的内容，分析IMAP协议的工作过程并画出邮件接收过程简图，比较它与POP3协议的异同点。

（三）使用TCP连接工具和SMTP命令实现邮件发送

[说明]邮件服务器提供给主机A的帐号和密码均为group1_1。

1、主机B启动协议分析器进行数据捕获，并设置过滤条件（提取SMTP协议）。

2、主机A首先要与邮件服务器建立一个TCP连接（实验室已建立一个邮件服务器，地址是172.16.0.10，邮件服务器主机名：

JServer，邮件服务器域名：

NetLab）。

（1）主机A启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。

在“服务器信息/IP地址”中填入服务器IP地址（172.16.0.10）；

在“服务器信息/端口”中填入SMTP协议端口号（25）；

点击“连接”按钮进行连接。

（2）若连接成功，在显示数据窗口会显示成功连接的信息：

220。

（3）若不成功，查看IP地址和端口号是否有错，再次尝试进行连接，直到成功。

3、用SMTP命令编辑并发送邮件。

（1）在发送窗口编辑发送SMTP协议的命令，在接收窗口会返回服务器端信息：

发送窗口：

helogroup1_1<

点击“发送”按钮；

接收窗口：

250helloNetLab

mailfrom:

<

group1_1@JServer.NetLab>

250OK

rcptto:

250OKitsfor<

data<

354OKsendit;

endwith<

.<

myemail<

（Myemail是邮件内容）点击“发送”按钮；

250messagequeued

quit<

221Goodbye

（2）观察TCP连接客户端的接收信息窗口中返回的信息。

4、查看主机B捕获的数据。

●会话分析的过程与练习一的过程相同吗？

●加深理解步骤3所使用的SMTP命令的使用方法和用途。

●在编写邮件内容时，我们只是简单发送“myemail”字符串，能否尝试添加邮件的内容首部的一些关键信息，如From、Subject、To等及有关MIME的信息。

七、思考问题

1．电子邮件系统使用TCP传送邮件。

为什么有时我们会遇到邮件发送失败的情况？

为什么有时对方会收不到我们发送的邮件？

2．通过实验说明你的电子邮件在网络上传输是安全的吗？

为什么？

如果不安全，你认为实现邮件安全传输的最好的办法是什么？

传输控制协议TCP

深入理解TCP协议，掌握相关协议的使用方法。

1．掌握TCP协议的报文格式

2．掌握TCP连接的建立和释放过程

3．掌握TCP数据传输中编号与确认的过程

4.掌握TCP协议校验和的计算方法

5.理解TCP重传机制

1、TCP报文格式（略）

2、TCP连接的建立

TCP是面向连接的协议。

在面向连接的环境中，开始传输数据之前，在两个终端之间必须先建立一个连接。

对于一个要建立的连接，通信双方必须用彼此的初始化序列号seq和来自对方成功传输确认的应答号ack（指明希望收到的下一个八位组的编号）来同步，习惯上将同步信号写为SYN，应答信号写为ACK。

3、TCP连接的释放

对于一个已经建立的连接，TCP使用四次握手来结束通话（使用一个带有FIN附加标记的报文段）。

4、TCP重传机制

TCP每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。

只要计时器设置的重传时间到期，但还没有收到确认，就要重传这一报文段。

（一）查看TCP连接的建立和释放

1．主机B、C、D启动协议分析器捕获数据，并设置过滤条件（提取TCP协议）。

2．主机A启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。

在“服务器信息/IP地址”中填入主机C的IP地址；

使用“端口扫描”获取主机C的端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机C的一个TCP端口（大于1024）；

3．查看主机B、C、D捕获的数据，填写下表：

字段名称

报文1

报文2

报文3

SequenceNumber

AcknowledgementNumber

ACK

SYN

●TCP连接建立时，前两个报文的首部都有一个“maximumsegmentsize”字段，它的值是多少？

作用是什么？

结合IEEE802.3协议规定的以太网最大桢长度分析此数据时怎样得出的。

4.主机A断开与主机C的TCP连接。

5.查看主机B、C、D捕获的数据，填写下表。

报文4

报文5

报文6

报文7

FIN

●结合步骤3、5所填的表，理解TCP的三次握手建立连接和四次握手的释放连接过程，理解序号、确认号等字段在TCP可靠连接中所起的作用。

（二）利用仿真编辑器并发送TCP数据包

■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为一组，现仅以一组为例，说明实验步骤。

■在实验中由于TCP连接有超时时间的限制，故仿真编辑器和协议分析器的两位同学要默契配合，某些步骤要求熟练、迅速。

■为了实现TCP三次握手过程的仿真，发送第一个连接请求桢之前，仿真端主机应该使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能来防止系统干扰（否则计算机系统的网络会对该请求桢发出拒绝响应）。

■通过手工编辑TCP数据包实验，要求理解实现TCP连接建立、数据传输以及断开连接的过程。

在编辑的过程中注意体会TCP首部中的序列号和标志位的作用。

首先选择服务器主机上的一个进程作服务器进程，并向该服务器进程发送一个建立连接请求报文，对应答的确认报文和断开连接的报文也编辑发送。

其步骤如下：

1、主机B启动协议分析器捕获数据，设置过滤条件（提取http协议）。

2、主机A上启动仿真编辑器，在界面初始状态下，程序会自动新建一个单桢，可以利用仿真编辑器打开时默认的以太网桢进行编辑。

3、填写该桢的以太网协议首部，其中：

源MAC地址：

主机A的MAC地址

目的MAC地址：

服务器的MAC地址

协议类型或数据长度：

0800（IP协议）

4、填写IP协议头信息，其中：

高层协议类型：

6（上层协议为TCP）

总长度：

40（IP首部+TCP首部）

源IP地址：

主机A的IP地址

目的IP地址：

服务器的IP地址（172.16.0.10）

其它字段任意。

5、填写TCP协议信息，其中：

源端口：

任意大于1024的数，不要使用下拉列表中的端口

目的端口：

80（HTTP协议）

序列号：

选择一个序号ISN（假设1942589885），以后的数据都按照这个来填写

确认号：

首部长度和标志位：

5002（即长度20字节，标志SYN=1）

窗口大小：

任意

紧急指针：

使用协议仿真编辑器的“手动计算”方法计算校验和：

再使用协议仿真编辑器的“自动计算”方法计算校验和。

将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。

●TCP在计算校验和时包括哪些内容？

将设置完成的数据桢复制2份：

修改第二桢的TCP层的“首部长度和标志”位为5010（即标志位ACK=1），TCP层的“序号”为1942589885+1。

修改第三桢的TCP层的“首部长度和标志”位为5011（即标志位ACK=1、FIN=1），TCP层的“序号”为1942589885+1。

6、在发送该TCP连接请求之前，先ping一次目标服务器，让目标服务器知道自己的MAC地址。

7、使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能，为TCP/IP协议栈过滤掉收到的TCP数据。

8、点击菜单栏中的“发送”按钮，在弹出对话框中选择发送第一桢。

9、在主机B上捕获相应的应答报文，这里要求协议分析器一端的同学及时准确的捕获应答报文并迅速从中获得应答报文的接收字节序号，并告知仿真编辑器一端的同学。

10、我们假设接收字节序号为：

3246281765，修改第二桢和第三桢TCP层的“ACK确认序号”的值为：

3246281766。

11、计算第二桢的TCP校验和，将该桢发送。

对服务器的应答报文进行确认。

12、计算第三桢的TCP校验和，将该桢发送。

断开连接，完成TCP连接的全过程。

13、协议分析器一端截获相应的请求及应答报文并分析，注意观察“会话分析”中的会话过程。

14、仿真端主机使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢复正常网络功能。

（三）TCP的重传机制

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为一组，现仅以一组为例，说明实验步骤。

1、主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取TCP协议）。

2、主机A启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。

在“服务器信息/IP地址”中填入主机B的IP地址；

使用“端口扫描”获取主机B的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机B的一个TCP端口（大于1024）；

3、主机A向主机B发送一条信息。

4、主机B使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能，过滤掉接收到的TCP数据。

5、主机A向主机B再发送一条信息。

6、主机B刷新捕获显示，当发现“会话分析视图”中有两条以上超时重传报文后，使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢复正常网络功能。

7、主机A向主机B再发送一条信息，之后断开连接。

8、主机B停止捕获数据。

依据“会话分析视图”显示结果，绘制本练习的数据报交互图。

1．试用具体例子说明为什么传输连接建立时要使用三次握手。

如不这样做可能会出现什么情况。

2．使用TCP对实时话音数据的传输有什么问题？

使用UDP在传送数据文件时会有什么问题？

3.TCP在进行流量控制时是以分组的丢失作为产生拥塞的标志。

有没有不是因拥塞而引起的分组丢失的情况？

如有，请试举例。

网际协议IP

深入理解IP协议，掌握相关协议的使用方法。

1．掌握IP数据报的报文格式

2．掌握IP校验和计算方法

3．掌握子网掩码和路由转发

4.理解特殊IP地址的含义

5.理解IP分片过程

计算机、网络仿真教学系统网络结构二

1.IP报文格式（略）

2.IP分片

链路层具有最大传输单元（MTU）这个特性，它限制了数据桢的最大长度。

不同的网络类型都有一个上限值。

以太网通常是1500字节。

如果IP层有数据包要传输，而数据包的长度超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片操作，使每一片长度都小于MTU。

IP首部中“16位标识”、“3位标志”和“13位偏移量”包含了分片和重组所需的信息。

另外，当数据被分片后，每个片的“16位总长度”值要改为该片的长度值。

3.IP路由表

大部分网络层设备（包括PC机、三层交换机、路由器等）都存储着一张记录路由信息的表格，称为路由表。

一张路由表由许多表项组成。

网络层设备收到数据报后，根据其目的IP地址查找路由表确定数据报传输的最佳路径（下一跳）。

然后利用网络层的协议重新封装数据报，利用下层提供的服务把数据报转发出去。

路由表的项目一般包含有五个基本字段：

目的地址、网络掩码、下一条地址、接口、度量。

路由表匹配顺序如下：

●直接交付：

路由表项的“目的地址”字段是交付主机的本网络地址

●特定主机交付：

路由表项的“目的地址”字段是某台特定主机的IP地址

●特定网络交付：

路由表项的“目的地址”字段是另一个网络的地址

●默认交付：

路由表项的“目的地址”字段是一个默认路由器（默认网关）

4.路由选择过程

路由选择模块从IP处理模块接收到IP分组后，使用该分组的目的IP地址同路由表中的每一个项目按特定的顺序（路由表匹配顺序）查找匹配项，当找到第一个匹配项后就不再继续寻找了，这样就完成了路由选择过程。

匹配路由表项的方法是将IP地址与路由表中的一个项目的“子网掩码”进行按位“与”操作，然后判断运算结果是否等于该项目的“目的地址”，如果等于，则匹配成功，否则，匹配失败。

六、实验步骤

主机B启动静态路由服务（方法：

在命令行方式下，输入“staticroute_config”）。

（一）编辑并发送IP数据报

1．主机A启动仿真编辑器，编辑一个IP数据报，其中：

MAC层：

目的MAC地址：

主机B的MAC地址（对应于172.16.1.1接口的MAC）

协议类型或