计算机网络协议仿真实验

计算机网络协议仿真实验周斌霍严梅黄声烈吉林大学计算机科学与技术学院目录【实验概述】-------------------------------------------------------------------------------------------------------1【网络协议仿真编辑器的使用说明】-----------------------------------------------------------------------3【实验一以太网数据帧的构成】-------------------------------------------------------------------------17【实验二IP地址分类与IP数据包的组成】----------------------------------------------------------22【实验三ARP地址解析协议】----------------------------------------------------------------------------27【实验四ICMP互连控制管理协议】---------------------------------------------------------------------31【实验五UDP用户数据报协议】-------------------------------------------------------------------------41【实验六TCP传输控制协议】---------------------------------------------------------------------------46【实验七TCP与UDP端口扫描】-------------------------------------------------------------------------52【实验八TELNET和FTP协议】---------------------------------------------------------------------------55【实验九DNS域名服务协议】----------------------------------------------------------------------------61【实验十DHCP协议】---------------------------------------------------------------------------------------68【实验十一SMTP和POP3协议】-------------------------------------------------------------------------74【实验十二SNMP协议与网络管理】---------------------------------------------------------------------80【实验十三HTTP协议】------------------------------------------------------------------------------------85【实验十四WINS和NETBIOS协议】----------------------------------------------------------------91【实验十五SOCKET基础网络程序设计】---------------------------------------------------------98【实验十六Ping实现程序设计】---------------------------------------------------------------------110【实验十七文件传输工具程序设计】----------------------------------------------------------------111【实验十八主机信息获取工具程序设计】---------------------------------------------------------112【实验十九网络性能监测及故障分析】--------------------------------------------------------------113【附录1：常见问题及解决方法】------------------------------------------------------------------------118计算机网络协议仿真实验1【实验概述】网络协议仿真教学系统结合高校教育的实际情况，将网络方面的理论知识通过软件来实现，让学生在实践的过程中更深入地掌握网络方面的基础理论知识。本系统能够使学生清楚的理解和掌握网络的内部结构和协议，通过编辑各种协议的数据包深入学习计算机网络的内部原理，同时也可以很好的辅助网络编程的调试。网络协议仿真教学系统作为一门独立的课程体系，以实验为主，强调学生的主动性和设计性，能够拓宽学生的思路，达到真正的教学互动。【实验环境】每个实验都要求有以下实验环境：1、仿真端：运行网络协议仿真教学系统仿真编辑器软件；2、监控端：运行网络协议仿真教学系统协议分析器软件；3、可以连接Internet的多子网环境；4、服务器一台，装有FTP、TELNET、MAIL、DNS、DHCP、SNMP等服务；5、VC程序开发环境（MicrosoftVisualc++集成开发环境）；6、VB程序开发环境（MicrosoftVisualVB集成开发环境）；【实验内容】网络协议仿真及分析实验共分14个实验，每个实验4学时，要求学生完成每个实验及编写实验报告。通过一系列实验希望学生能对TCP/IP协议有一个更深刻的了解。实验教学内容按照验证性、设计性和综合性三个层次，共设置了十四个实验项目。实验1以太网帧的构成：该实验类型为验证性实验，要求学生在了解仿真教学系统平台的基础上，学会使用数据包编辑器编辑以太网帧，学会观察并分析地址本中的MAC地址，学会分析以太网帧的MAC首部。实验教学效果达到理解MAC地址的作用与MAC首部中的LLC―PDU长度及类型字段。实验2IP地址分类与数据包组成：该实验类型为验证性实验，要求学生学会分类IP地址，掌握IP数据报的格式、长度以及各字段的功能。实验教学效果达到学会利用子网掩码确定IP地址的网络号、子网号和主机号，学会分析给定数据包的IP首部信息，学会手工计算IP校验和的方法。实验3地址解析协议—ARP：该实验类型为设计性实验，要求学生在理解IP地址与MAC地址的对应关系的基础上，掌握ARP协议的作用与工作原理。实验教学效果达到利用ARP协议的工作原理，设计类似ARP协议程序。学会在局域网中查找MAC地址。实验4互联网控制报文协议—ICMP：该实验类型为设计性实验，要求学生理解和掌握ICMP协议的基本作用与报文格式，理解ICMP协议与IP协议的封装关系。实验教学效果达到能根据各种响应信息进行出错分析。实验5UDP协议：该实验类型为设计性实验，要求学生在理解UDP协议的基础上，学会UDP“校验和”的计算方法，理解UDP协议各字段的作用及工作原理。实验教学效果达到学会应用C语言与WinSock2进行网络程序设计。计算机网络协议仿真实验2实验6TCP协议：该实验类型为设计性实验，要求学生理解TCP首部中各字段的含义及作用，理解三次握手的过程。实验教学效果达到分析TCP协议的建立连接、会话和断开连接的全过程，学会计算TCP校验和的方法。实验7TCP与UDP端口扫描：该实验类型为设计性实验，要求学生掌握常用的TCP、UDP端口扫描的原理及其各种手段。增强学生的网络安全意识。实验8TELNET和FTP协议：该实验类型为综合型实验，要求学生理解TELNET和FTP协议的工作原理。了解他们的网络安全性和具体使用方法。实验9DNS协议：该实验类型为设计性实验，要求学生学习DNS协议的格式，理解DNS协议的工作原理。实验教学效果达到学会应用C语言与WinSock2进行DNS程序设计。实验10DHCP协议：该实验类型为设计性实验，要求学生学习DHCP协议的格式，理解DHCP协议的工作原理。验证获取IP地址与重新登陆过程。实验11POP、SMTP协议：该实验类型为验证性实验，要求学生理解POP协议、SMTP协议及作用。学习POP、SMTP协议命令的使用方法。实验12SNMP协议与网络管理：该实验类型为验证性实验，要求学生理解SNMP协议的作用与格式，了解SNMP与UDP的关系。实验教学效果达到了解MIB、基本的MIB变量，了解ASN.1的编码标准。实验13HTTP协议：该实验类型为设计性实验，要求学生学习HTTP协议的格式，理解HTTP协议与TCP协议的关系，理解HTTP协议的无连接、无状态特性。实验14WINS协议和NETBIOS：通过发送NETBIOS名字请求包，学习WINS协议和NETBIOS协议的原理。学习NETBIOS请求的报文格式，了解NETBIOS使用的端口。要求学生理解WINS协议和DNS协议的不同。实验15SOCKET网络程序设计：该实验类型为设计性实验，要求学生进一步掌握UDP及TCP协议的工作原理，掌握SOCKET编程的基本方法。实验教学效果达到应用C语言与WinSock2，进行无连接的、面向连接的网络程序设计，实现网络数据传输。实验16Ping实现程序设计：该实验类型为设计性实验，使学生加深对ICMP协议的理解，掌握原始套接字的编程方法。并学习设制TTL等自定义参数的编程方法。实验17文件传输工具程序设计：该实验类型为设计性实验，使学生加深对TCP协议的理解，掌握一对多的客户服务器模型的编程方式。实验18主机信息获取工具程序设计：该实验类型为设计性实验，使学生掌握使用套接字获取主机信息的方法，理解Windows的WMI信息的获取方法，并掌握在Windows下的网络函数库IpHelp的功能与用法。实验19网络性能和故障分析：该实验类型为综合性实验，要求学生掌握监测网络性能的基本方法，能够根据性能检测结果分析网络性能问题，能够分析常见故障及原因。实验教学效果达到检验学生对TCP/IP协议原理的掌握情况，以及综合分析问题的能力。计算机网络协议仿真实验3【网络协议仿真编辑器的使用说明】一、网络协议仿真编辑器简介协议仿真编辑器主界面如下：图1-1协议仿真编辑器的主界面本系统的初始界面显示分为五个部分：多帧编辑器、单帧编辑器、协议模型图、地址本和十六进制显示区。1、多帧编辑器具体界面设计如图1-2所示：计算机网络协议仿真实验4图1-2多帧编辑器①第一列为帧的序号，此序号无其他特殊含义，即为各个帧顺序向下的计数号码。点击“+”可展开为多行，相邻两帧发送的时间间隔默认值为1000，如果点击展开的为第一帧，则为发送延迟时间。发送次数默认为1次。②第二列为帧的概要信息：MAC源地址、目的地址、下层协议（如果在协议类型中选择了下拉框中的协议）LLCLLCUnnumbered/LLCInformation/LLCSuperisor,DSAP,CtrlARP请求：whohas172.16.0.1tell172.16.0.34ARP应答：172.16.0.34isat0000E8-2215D2IP源IP、目的IP、IP总长度、下层协议（如果在协议类型中选择了已有的协议），（如果分片或偏移量≠0）Flagment偏移量：偏移量+（总长度-首部长度-1）TCP源端口、目的端口、TCP类型（SYN，FIN，ACK，RST）、序号、ACK确认序号和窗口大小。UDP源端口、目的端口。③具体帧的位置排序，可以手工自由拖动。拖动的单帧将插入到当前要插入的单帧上方；如果想将一个单帧拖动到最后的位置，则需要