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《计算机网络》实验指导书信息与管理科学学院1目录《计算机网络》实验大纲..............................................2实验一IEEE802标准和以太网........................................4实验二地址解析协议（ARP）.........................................6实验三网际协议（IP）..............................................8实验四Internet控制报文协议（ICMP）..............................12实验五Internet组管理协议（IGMP）................................15实验六用户数据报协议（UDP）......................................18实验七传输控制协议（TCP）........................................21实验八路由信息协议（RIP）........................................26实验九开放最短路径优先协议（OSPF）I..............................30实验十开放最短路径优先协议（OSPF）II.............................34附：实验报告格式：.................................................412《计算机网络》实验大纲（一）实验课程简介计算机网络是为计算机科学与技术专业和软件工程方向本科生开设的专业必修课程，同时也是核心课程之一。通过本课程的学习，使学生掌握计算机网络体系结构、局域网、互联网、典型网络应用及IPv6等基础理论知识，熟悉交换机、路由器等网络设备的使用及配置方法，掌握局域网和互联网的设计、组建技术。丰富学生的计算机素养，为相关后续课程（无线局域网、网络安全、网络管理、网络程序设计、电子商务、物联网等）的学习提供知识准备，为有志考取研究生、希望深入学习研究计算机网络技术、欲从事计算机网络行业的学生奠定基础。（二）实验教学目的和基本要求通过在真实网络设备上操作训练，一方面使学生验证所学的概念和原理，加深对理论知识的理解和掌握，另一方面使学生增强动手能力，掌握组建计算机网络的技能。通过实验，要求学生能更深刻的理解以太网、互联网、路由协议、TCP等的原理，理解和掌握路由器、交换机等基本网络设备的使用方法，具备设计和组建局域网的基本能力。（三）实验项目名称与学时分配序号实验名称学时类型实验要求1IEEE802标准和以太网2验证性必做2地址解析协议（ARP）2验证性必做3网际协议（IP）2验证性必做4Internet控制报文协议（ICMP）2验证性必做5Internet组管理协议（IGMP）2设计性必做5用户数据报协议（UDP）2设计性必做7传输控制协议（TCP）2设计性必做8路由信息协议（RIP）2设计性必做9开放式最短路径优先协议（OSPF）I2设计性必做10开放式最短路径优先协议（OSPF）II2设计性必做3（四）实验方式及基本要求（1）2~4人为一个实验小组，组内人员协同工作完成实验。（2）每次实验之前，学生进行预习，对上机的内容有充分了解，并进行认真的分析，列出实验具体步骤，以便提高实验的效率。（3）根据实验结果,写出实验报告，总结实验体会和收获。（五）考核方式及成绩评定实验考核方式包括现场实验过程、结果的检查和实验报告的评阅等。成绩评定采用百分制，并折合计入课程总成绩。（六）实验教材中软吉大计算机网络实验教程，吉林中软吉大信息技术有限公司编写，2010年。（七）教学参考书目（1）计算机网络．谢希仁．电子工业出版社,2009（2）计算机网络（自顶向下方法）．陈鸣（译）．机械工业出版社,2009（3）计算机网络技术及应用（2版）．沈鑫剡．清华大学出版社,2010（4）华三网络学院教程．杭州华三信息技术有限公司,20094实验一IEEE802标准和以太网一、实验目的：掌握以太网的帧格式。掌握MAC地址的作用。掌握MAC广播地址的作用。掌握协议编辑器和协议分析器的使用方法。理解协议栈发送和接收以太网数据帧的过程。二、实验学时：2三、实验内容及操作步骤：练习1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。本练习将主机A和B作为一组，C和D作为一组，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，查看主机B协议分析器捕获的数据包，分析MAC帧的格式。3．将主机B的过滤器回复到默认状态。练习2理解MAC地址的作用本练习每台主机为一组。现仅以主机A所在组为例，其它组的操作参考主机A所在组的操作。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，分析帧内容，记录分析结果。练习3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。51．主机E启动协议编辑器。2．主机E编辑一个MAC帧：目的地址：ff-ff-ff-ff-ff-ff源MAC地址：主机E的MAC地址协议类型：大于0x0600数据字段：长度在46—1500字节之间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，查看捕获到的数据中是否含有主机E发送的数据帧四、实验要求：以小组形式协作完成实验。五、实验报告要求：在实验结论或体会中应体现对下列问题的思考：1．为什么有的主机会收到ICMP数据包而有的主机收不到？2．根据实验理解集线器和交换机的区别？3．主机A、B、C、D、F是否可以收到主机E的广播帧？广播帧的范围如何？4．为什么以太网有最短帧长的限制？6实验二地址解析协议（ARP）一、实验目的：掌握ARP协议的报文格式。掌握ARP协议的工作原理。理解ARP高速缓存的作用。掌握ARP请求和应答的实现方法。掌握ARP缓存表的维护过程。二、实验学时：2三、实验内容及操作步骤：练习1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缓存。3．主机Aping主机D。4．主机Eping主机F。5．主机A、B、C、D、E、F停止捕获数据，并理解在命令行下运行“arp–a”命令查看ARP缓存，分析ARP缓存的内容和更新过程。练习2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．主机E启动协议编辑器。2．主机E编辑一个ARP请求报文。其中MAC层：目的地址：ff-ff-ff-ff-ff-ff源MAC地址：主机E的MAC地址协议类型：大于0x08067ARP层：发送端硬件地址：主机E的MAC地址发送端逻辑地址：主机E的IP地址目的端硬件地址：00-00-00-00-00-00目的端逻辑地址：主机F的IP地址3．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）。4．主机B、E、F在命令行下运行“arp–d”命令，清空ARP缓存。主机E发送已编辑好的ARP报文。5．主机B、F停止捕获数据，分析捕获到的数据，进一步分析ARP交互过程。练习3跨路由地址解析（不同子网）本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。1．主机B在命令行下运行“staticroute_config”命令，开启静态路由服务。2．主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“arp–d”命令，清空ARP缓存。3．主机A、B、C、D、E、F重新协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP、ICMP）。4．主机Aping主机E。5．主机A、B、C、D、E、F停止捕获数据，分析捕获到的数据，回答：单一ARP请求报文是否能够跨越子网进行地址解析？为什么？ARP地址解析在跨越子网的通信中所起到的作用？6．主机B在命令行下运行“recover_config”命令，停止静态路由服务。四、实验要求：以小组形式协作完成实验。五、实验报告要求：在实验结论或体会中应体现对下列问题的思考：1．ARP缓存由哪几项组成？2．哪些主机收到了ARP请求？哪台主机给出了ARP响应？3．试解释为什么ARP缓存每加入一项就要设置10—20分钟的超时计时器？这个时间设置得太长或太短会有什么问题？4．试举出两种不需要发送ARP请求的情况？8实验三网际协议（IP）一、实验目的：掌握IP数据报的格式。掌握IP校验和计算方法。掌握子网掩码和路由转发。理解协议栈对IP协议的处理方法。理解IP分片过程。理解路由表作用以及路由表的管理。二、实验学时：2三、实验内容及操作步骤：练习1编辑并发送IP数据报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，如果通过拓扑认证，关闭协议分析器继续进行试验，如果没有通过拓扑实验，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B在命令行方式下输入staticroute-config命令，开启静态路由服务。2．主机A启动协议编译器，编辑一个IP数据报，其中：MAC层：目的MAC地址：主机B的MAC地址（172.16.1.1接口的MAC）。源MAC地址：主机A的MAC地址。协议类型或数据长度：0800。IP层：总长度：IP层长度。生存时间：128。源IP地址：主机A的IP地址（172.16.1.2）。目的IP地址：主机E的IP地址（172.16.0.2）校验和：在其他所有字段填充完毕后计算并填充。自定义字段：数据：填入大于1字节的用户数据。3．在主机B（两块网卡分别打开两个捕获窗口）、E上启动协议分析器，9设置过滤条件（提取IP协议），开始捕获数据。4．主机A发送第1步中编辑好的报文。5．主机B、E停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的数据报，并回答一下问题：第1步中主机A所编辑的报文，经过主机B到达主机E后，报文数据是否发生变化？若发生变化，记录变化的字段，并回答发生变化的原因。将第1步中主机A所编辑报文的“生存时间”设置为1，重新计算校验和。6．主机B、E重新开始捕获数据。7．主机A发送第5步中编辑好的报文。8．主机B、E停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的数据报，并回答一下问题：主机B、E是否能捕获到主机A所发送的报文？简述产生这样现象的原因。练习2特殊的IP地址本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。1．直接广播地址（1）主机A编辑IP数据报1，其中：目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。源MAC地址：A的MAC地址。源IP地址：A的IP地址。目的IP地址：172.16.1.255。自定义字段数据，填入大于1字节的用户数据。校验和：在其他字段填充完毕后，计算并填充。（2）主机A再编辑IP数据报2，其中：目的MAC地址：主机B的MAC地址（172.16.1.1接口的MAC）。源MAC地址：A的MAC地址。源IP地址：A的IP地址。目的IP地址