计算机网络实验指导书新版.docx
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计算机网络实验指导书新版
计算机网络
实验指导书
主编郭雅
参编余小华黄锦煜罗肖辉
主审陶培基
前言
计算机网络是信息社会的支柱。
培养一大批谙熟计算机网络原理与技术，具有综合应用和研发创新能力的人才,是社会信息化的需要，也是高等院校相关专业的教学目的.
编者在本科院校二级学院工作多年,一直担任计算机网络课程及其实验课程的教学工作。
包括编者所在学校在内的许多本科院校二级学院采用了谢希仁编著《计算机网络》作为网络基础课程的教材。
该教材内容丰富,说理透彻。
针对本科院校二级学院学生的特点，教学中应该基础理论和实践并重，各所院校都开出了一定的实验课时.为规范实验内容，严格实验训练，达到实验教学的目的，编者多年来一直对本类院校的实验教学进行探索，研究在课时有限的情况下，如何组织计算机网络实验教学的内容，使之既能配合课堂教学,加深对所学知识的理解，又能紧跟网络技术的发展,培养和提高学生的实际操作技能。
在教学实践中，编者一直坚持编写和完善实验指导书,并与选用谢希仁编著《计算机网络》做教材的一些兄弟院校的教师多次交流，修订完成了这本《计算机网络实验指导书》。
本书内容涵盖诠释网络原理,应用组网技术和实施网络管理等几个方面的实验项目十九个。
由于编者水平有限，编写时间紧迫，不足与错误在所难免，恳请专家和广大读者不吝批评指正。
参加本书编写的人员有华南理工大学广州学院计算机工程系余小华老师，华南师范大学增城学院教育信息技术部黄锦煜老师，华南师范大学增城学院网络中心罗肖辉老师。
本书由华南师范大学增城学院计算机系主任陶培基教授担任主审。
感谢广东轻工职业技术学院计算机系教授石硕对本书编写和出版所提供的意见、建议和热忱帮助。
编者
2011年6月
于华南师范大学增城学院，广州
E—mail:
hsguoya＠126。
com
实验一网络命令的使用
一、实验要求
1．了解常用网络命令的工作原理.
2．掌握常用网络命令的使用。
二、实验条件
1．能够接入Internet的局域网。
2．服务器端Windows2003操作系统，客户机端WindowsXP操作系统。
三、实验指导
1．Ping命令的使用技巧
Ping是个使用频率极高的ICMP协议的程序，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,我们就可以推断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，我们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就是一个连通性测试程序，如果能Ping通目标，我们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；如果ping目标A通而ping目标B不同,则网络故障发生在A与B之间的链路上或B上，从而缩小了故障的范围.
按照缺省设置，Windows上运行的Ping命令发送4个ICMP（网间控制报文协议）回送请求，每个32字节数据，如果一切正常,我们应能得到4个回送应答。
Ping能够以毫秒为单位显示发送回送请求到返回回送应答之间的时间量.如果应答时间短，表示数据报不必通过太多的路由器或网络连接速度比较快。
Ping还能显示TTL（TimeToLive存在时间）值,我们可以通过TTL值推算一下数据包已经通过了多少个路由器.TTL的初值通常是系统缺省值，是包头中的8位的域。
TTL的最初设想是确定一个时间范围,超过此时间就把包丢弃。
由于每个路由器都至少要把TTL域减一，TTL通常表示包在被丢弃前最多能经过的路由器个数。
当记数到0时,路由器决定丢弃该包，并发送一个ICMP报文给最初的发送者.
另外TTL字段值可以帮助我们识别操作系统类型。
UNIX及类UNIX操作系统ICMP回显应答的TTL字段值为255。
CompaqTru645。
0ICMP回显应答的TTL字段值为64。
微软WindowsNT/2K操作系统ICMP回显应答的TTL字段值为128。
微软Windows95操作系统ICMP回显应答的TTL字段值为32。
当然，返回的TTL值是相同的，但有些情况下有所特殊，图表1-1所示：
ICMP回显应答的TTL字段值
操作系统类别
32
Windows95
Windows98
Windows98SE
WindowsME
64
LINUXKernel2.2。
x
LINUXKernel2。
4。
x
128
WindowsNT4WRKS
WindowsNT4Server
Windows2000
WindowsXP
255
FreeBSD3.4,4.0，4.1
SunSolaris2.5。
1,2。
6，2.7，2.8
OpenBSD2.6，2.7
NetBSD
HPUX10,20
表1—1
1）通过Ping检测网络故障的典型次序
正常情况下,当我们使用Ping命令来查找问题所在或检验网络运行情况时，我们需要使用许多Ping命令，如果所有都运行正确，我们就可以相信基本的连通性和配置参数没有问题；如果某些Ping命令出现运行故障，它也可以指明到何处去查找问题。
下面就给出一个典型的检测次序及对应的可能故障：
（1）ping127。
0。
0.1
Ping环回地址,验证是否在本地计算机上正确地安装TCP/IP协议以及配置是否正确。
（2）ping本机IP
这个命令被送到我们计算机所配置的IP地址，我们的计算机始终都应该对该Ping命令作出应答，如果没有,则表示本地配置或安装存在问题.
（3）ping局域网内其他IP
这个命令应该离开我们的计算机,经过网卡及网络电缆到达其他计算机，再返回。
收到回送应答表明本地网络中的网卡和载体运行正确。
但如果收到0个回送应答，那么表示子网掩码（进行子网分割时，将IP地址的网络部分与主机部分分开的代码）不正确或网卡配置错误或电缆系统有问题。
（4）ping网关IP
这个命令如果应答正确,表示局域网中的网关路由器正在运行并能够作出应答。
（5）ping远程IP
如果收到4个应答,表示成功的使用了缺省网关。
对于拨号上网用户则表示能够成功的访问Internet（但不排除ISP的DNS会有问题）。
（6）pinglocalhost
localhost是操作系统的网络保留名，它是127。
0.0.1的别名,每台计算机都应该能够将该名字转换成该地址。
如果没有做到这一带内，则表示主机文件（/Windows/host）中存在问题。
（7）ping（如www。
yesky。
com天极网）
对这个域名执行Pingwww。
xxx。
com地址，通常是通过DNS服务器解析，如果这里出现故障，则表示本机DNS的IP地址配置不正确或DNS服务器有故障（对于拨号上网用户，某些ISP已经不需要设置DNS服务器了）。
顺便说一句：
我们也可以利用该命令实现域名对IP地址的转换功能。
如果上面所列出的所有Ping命令都能正常运行,那么我们对自己的计算机进行本地和远程通信的功能基本上就可以放心了。
但是,这些命令的成功并不表示我们所有的网络配置都没有问题,例如,某些子网掩码错误就可能无法用这些方法检测到.
2）Ping命令的常用参数选项
·-t:
对指定的计算机一直进行ping操作，直到从键盘按Ctrl+C组合键中断为止.
·-a:
将IP地址解析为计算机NetBios名。
·-n:
发送指定数量的ECHO数据包。
这个命令可以自定义发送数据包的个数,对测试网络速度有帮助,默认值为4。
2．Netstat命令
Netstat用于显示与IP、TCP、UDP和ICMP协议相关的统计数据，一般用于检验本机各端口的网络连接情况。
如果我们的计算机有时候接受到的数据报会导致出错数据删除或故障，我们不必感到奇怪,TCP/IP可以容许这些类型的错误,并能够自动重发数据报。
但如果累计的出错情况数目占到所接收的IP数据报相当大的百分比，或者它的数目正迅速增加，那么我们就应该使用Netstat查一查为什么会出现这些情况了。
1）netstat命令格式
Netstat［-a］［-e］[-n］［-s]［—pprotocol]［—r]［-internval]
netstat命令的各参数含义说明如下:
·—t：
本选项能够按照各个协议分别显示其统计数据。
如果我们的应用程序（如Web浏览器）运行速度比较慢，或者不能显示Web页之类的数据，那么我们就可以用本选项来查看一下所显示的信息。
我们需要仔细查看统计数据的各行，找到出错的关键字，进而确定问题所在.
·—e：
本选项用于显示关于以太网的统计数据。
它列出的项目包括传送的数据报的总字节数、错误数、删除数、数据报的数量和广播的数量。
这些统计数据既有发送的数据报数量，也有接收的数据报数量。
这个选项可以用来统计一些基本的网络流量。
·-r:
本选项可以显示关于路由表的信息，除了显示有效路由外，还显示当前有效的连接。
·—a：
本选项显示一个所有的有效连接信息列表，包括已建立的连接（ESTABLISHED），也包括监听连接请求（LISTENING）的那些连接.
·-n：
显示所有已建立的有效连接。
2）netstat命令的典型应用
（1）显示关于以太网的统计数据，显示结果如图1-1所示。
图1—1netstat–e命令的显示结果
（2显示所有协议，如：
TCP、UDP、IP等的使用状态。
结果如图1-2所示。
图1—2netstat–s命令的显示结果
3．ipconfig命令
Ipconfig命令显示当前所有的TCP/IP配置值、刷新动态主机配置协议（DHCP）和域名系统（DNS）设置。
1）Ipconfig命令格式
ipconfig[/all][/renew［adapter］[/release[adapter]］[/flushdns]［/displaydns］［/registerdns]［/showclassidadapter][/setclassidadapter［classid]]
ipconfig命令常用的参数含义说明如下：
·/all显示所有适配器的完整TCP/IP配置信息.在没有该参数的情况下ipconfig只显示IP地址、子网掩码和各个适配器的默认网关值。
·/renew［adapter］更新所有适配器（不带adapter参数），或特定适配器（带有adapter参数）的DHCP配置。
该参数仅在具有配置为自动获取IP地址的网卡的计算机上使用。
要指定适配器名称,请输入使用不带参数的ipconfig命令显示的适配器名称.
·/release［adapter]发送DHCPRELEASE消息到DHCP服务器，以释放所有适配器（不带adapter参数）或特定适配器（带有adapter参数）的当前DHCP配置并丢弃IP地址配置。
该参数可以禁用配置为自动获取IP地址的适配器的TCP/IP。
要指定适配器名称，请输入使用不带参数的ipconfig命令显示的适配器名称。
2）ipconfig命令的应用
（1）使用带/all选项的ipconfig命令，给出所有接口的详细配置信息，如:
本机IP地址、子网掩码、网关、DNS、硬件地址（MAC地址）等。
结果如图1—3所示.
图1—3
（2）对于启动DHCP的客户端，使用ipconfig/renew命令可以刷新配置，向DHCP服务器重新租用一个IP地址，大多数情况下网卡将重新赋予和以前所赋予的相同的IP地址，如图1—4所示。
图1-4
4．ARP（地址转换协议）的使用技巧
ARP是一个重要的TCP/IP协议，并且用于确定对应IP地址的网卡物理地址。
实用arp命令，我们能够查看本地计算机或另一台计算机的ARP高速缓存中的当前内容.此外，使用arp命令，也可以用人工方式输入静态的网卡物理/IP地址对,我们可能会使用这种方式为缺省网关和本地服务器等常用主机进行这项作，有助于减少网络上的信息量。
按照缺省设置，ARP高速缓存中的项目是动态的，每当发送一个指定地点的数据报且高速缓存中不存在当前项目时，ARP便会自动添加该项目。
一旦高速缓存的项目被输入，它们就已经开始走向失效状态。
例如,在WindowsNT/2000网络中，如果输入项目后不进一步使用，物理/IP地址对就会在2至10分钟内失效。
因此，如果ARP高速缓存中项目很少或根本没有时，请不要奇怪，通过另一台计算机或路由器的ping命令即可添加。
所以,需要通过arp命令查看高速缓存中的内容时，请最好先ping此台计算机（不能是本机发送ping命令）.
（1）ARP常用命令参数含义说明如下。
·-a:
用于查看高速缓存中的所有项目.-a和—g参数的结果是一样的，多年来-g一直是UNIX平台上用来显示ARP高速缓存中所有项目的选项，而Windows用的是arp—a（-a可被视为all,即全部的意思），但它也可以接受比较传统的-g选项。
·—d：
删除指定的IP地址项。
·-s：
向ARP高速缓存中人工输入一个静态项目。
目的是让IP地址对应的MAC地址静态化，这样病毒或攻击者就无法伪造MAC地址而破坏局域网了.
·/?
:
在命令提示符下显示帮助。
（2）arp命令的应用
查看高速缓存中的所有项目，如图1—5所示。
图1—5
5．Tracert命令
Tracert命令是跟踪路由路径的一个实用程序，用于确定数据报访问目标所经过的路径。
1）Tracert命令格式
tracert[—d]［—hmaximum_hops][-jcomputer—list］［—wtimeout]target_name
Tracert命令的各参数含义说明如下。
·—d：
防止Tracert试图将中间路由器的IP地址解析为它们的名称.这样可加速显示Tracert的结果
·—h：
MaximumHops指定在搜索目标的路径中跃点的最大数，默认值为30。
·—j：
HostList指定回送请求信息对于在HostList中指明的中间目标集实用IP报头中的“松散源路由"选项。
主机列表中的地址或名称的最大数为9，主机列表是一系列有空格分开的IP地址.
·-w：
每次应答等待timeout指定的微秒数。
2）Tracert命令的应用
（1）在计算网络日常维护时，经常使用不带任何参数选项的Tracert命令，如图1-6所示。
图1-6
（2）带-d参数的tracert命令使用。
如在本机查看到网易服务器的路径信息，如图1-7所示。
图1-7
利用tracert命令,可以让人清楚地了解到IP数据包从“源”开始到“目标”访问的路径图，即这个过程所经过的路由、等待时间、数据包在网络上的停止位置等，从而帮助人们跟踪链接、测定网络连接断链处的位置（一般表现“＊"号的点），这将为计算机网络故障的诊断与排除带来便利。
6、NBTStat命令
使用nbtstat命令释放和刷新NetBIOS名称.NBTStat（TCP/IP上的NetBIOS统计数据）实用程序用于提供关于关于NetBIOS的统计数据。
运用NetBIOS,我们可以查看本地计算机或远程计算机上的NetBIOS名字表格。
（1）netbios命令格式
NBTSTAT［-aRemoteName]［-AIPaddress］[—c］[—n]［—r］［—R][—RR][-s］［-S］［interval]
Netbios命令的各参数含义说明如下.
·—n：
显示寄存在本地的名字和服务程序。
·-c：
显示NetBIOS名字高速缓存的内容。
NetBIOS名字高速缓存用于寸放与本计算机最近进行通信的其他计算机的NetBIOS名字和IP地址对。
·—r：
用于清除和重新加载NetBIOS名字高速缓存。
·—s：
显示实用其IP地址的另一台计算机的NetBIOS连接表。
例如我们在命令提示符下,键入：
nbtstat–RR释放和刷新过程的进度以命令行输出的形式显示。
该信息表明当前注册在该计算机的WINS中的所有本地NetBIOS名称是否已经使用WINS服务器释放和续订了注册。
·-a:
通过IP显示另一台计算机的物理地址和名字列表，我们所显示的内容就像对方计算机自己运行nbtstat—n一样.
（2）Netbios命令应用
知道对方IP地址，查对方主机的mac地址,如图1—8所示。
图1—8
四、思考题
1．你的计算机平时能正常上网，某天突然不能上网了,你能否查出什么原因造成的？
2．如何查出计算机的MAC地址?
有多少种方法?
3．在同一个局域网内,知道对方的IP地址，如何查出它的主机名？
五、实验报告
按实验报告的格式书写实验报告,将遇到的情况、问题、经验作详细记录，写出心得。
实验二制作双绞线
一、实验目的
1．了解双绞线布线标准。
2．掌握直通式双绞线的制作方法。
3．掌握交叉式双绞线的制作方法。
4．掌握测线器的使用方法.
二、实验器材
双绞线、RJ—45（水晶头）、压线钳、测线器。
三、实验步骤
（1）准备好5类线（即现通用的网线）、RJ—45插头（即通常说的水晶头）、一把专用的压线钳以及一个测线器，如图2—1所示。
图2—1
（2）用压线钳的剥线刀口将5类线的外保护套管划开（小心不要将里面的双绞线的绝缘层划破），刀口距5类线的端头2～3厘米，如图2-2所示。
图2—2
（3）将划开的外保护套管剥去（如图2-3:
步骤3）。
（4）露出5类线电缆中的4对双绞线，观察四对线的绞距是否一样？
为什么要将线做成这样？
（如图2-3：
步骤4）。
（5）把四对线分别解开至外保护管断口处，按照EIA/TIA—568B标准和导线颜色将导线按顺序排好（如图2—3：
步骤5）.（EIA/TIA—568B：
橙白橙 绿白蓝蓝白绿棕白棕；EIA/TIA-568A：
绿白绿橙白蓝蓝白橙 棕白棕）。
图2—3
（6）将8根导线平坦整齐地平行排列，并用拇指指甲固定导线,导线间不留空隙（如图2-4：
步骤6）。
图2—4
（7）剪断电缆线,尽量要剪得整齐,露在包层外面的导线长度不可太短或太长（约10mm～12mm），注意不要剥开每根导线的绝缘外层，如下图2-5所示。
图2—5
（8）将剪断的电缆线放入RJ-45插头（注意：
水晶头没有弹片一面朝向自己，有金属压片的一头朝上，线要插到水晶头底部），电缆线的外保护层最后应能够在RJ-45插头内的凹陷处被压实，如图2-6所示。
图2—6
（9）在确认一切都正确后（特别要注意不要将导线的顺序排列反了），将RJ—45插头放入压线钳的压头槽内，双手紧握压线钳的手柄，用力压紧，如图2—7所示。
请注意,在这一步骤完成后,插头的8个针脚接触点就穿过导线的绝缘外层，分别和8根导线紧紧地压接在一起，一个水晶头就打好了。
图2—7
（10）按照同样的办法将双绞线另一头也打好水晶头。
（11）最后用测线器测试网线和水晶头是否连接正常，如果两组1、2、3、4、5、6、7、8指标灯对应的灯同时亮,刚表示制作双绞线制作成功,如图2—8所示.
图2—8
另：
交叉线和直通线的做法差别仅在于双绞线两端分别用568A和568B标准.反转线的做法就是两端的顺序完全颠倒。
掌握每种双绞线各自的用途、适用的场合、发挥的作用。
四、思考题
1．网线有4对线，为什么每对线都要缠绕着？
2．直通线和交叉线的区别？
3．两台计算机通过连一条直通线能互相访问吗？
请分析其原因。
五、实验报告
按实验报告的格式书写实验报告，将遇到的情况、问题、经验作详细记录,写出心得。
实验三子网掩码与划分子网
一、实验拓扑图
二、实验要求：
1．掌握子网掩码的算法。
2．了解网关的作用。
3．熟悉模拟软件PacketTracer5.3的使用。
三、实验步骤：
1．子网掩码的算法
比如，我们有三个不同的子网，每个网络的HOST数量各为20、25和50，下面依次称为甲、乙和丙网，但只申请了一个NETWORKID就是192.168。
10。
0。
首先我们把甲和乙网的SUBNETMASKS改为255。
255.255。
224，224的二进制为11100000,即它的SUBNETMASKS为:
11111111.11111111。
11111111。
11100000，这样，我们把HOSTID的高三位用来分割子网，这三位共有000、001、010、011、100、101、110、111八种组合,除去000（代表本身）和111（代表广播）,还有六个组合，也就是可提供六个子网，它们的IP地址分别为如表3—1所示。
前三个字节
第四个字节
第四个字节对应的二进制
子网
192.168.3
33~62
00100001~00111110
第一个子网
65～94
01000001~01011110
第二个子网
97~126
01100001～01111110
第三个子网
129～158
10000001～10011110
第四个子网
161~190
10100001~10111110
第五个子网
193～222
11000001～11011110
第六个子网
表3—1
选用161～190段给甲网，193~222段给乙网,因为各个子网都支持30台主机，足以应付甲网20台和乙网25台的需求。
再来看丙网，由于丙网有50台主机，按上述分割方法无法满足它的IP需求，我们可以将它的SUBNETMASKS设为255。
255.255。
192,由于192的二进制值为11000000,按上述方法，它可以划分为两个子网,IP地址如表3—2所示。
前三个字节
第四个字节
第四个字节对应的二进制
子网
192。
168。
3
65～126
01000001～01111110
第一个子网
129～190
10000001～10111110
第二个子网
表3—2
这样每个子网有62个IP可用，将65~126分配丙网，多个子网用一个NETWORKID即可实现.
如果将子网掩码设置过大,也就是说子网范围扩大。
那么根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的相与结果而认为是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃。
数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误。
如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。
因此,任意设置子网掩码是不对的，应该根据网络管理部门的规定进行设置。
通过计算我们可以得出每个子网的最小IP地址和最大IP地址,例如第一个子网的最小IP地址是：
192。
168.10.33/27,最大IP地址是：
192.168。
10。
62/27。
我们也可以找两台主机来做实验,hostA的IP地址:
192。
168。
10.33/27，而hostB的IP地址：
192.168.10。
34/27--192.168.10。
62/27之间，这样它们都是互通的。
如果你把hostB的IP地址设置为：
192.168。
10.65/27,它们就不能互通了.还有一点我们要注意，我们不能把IP地址设置成：
192.168.10。
63/27,192。
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