计算机网络课程实验指导书(201202)

1《计算机网络》实验指导手册授课教师：实验指导教师：教学对象：二年级本科生开课时间：春季学期北京邮电大学软件学院2012年2月2《计算机网络》实验指导手册一、实验一1、实验名称及学时数数据链路层实验2学时2、实验目的通过本实验使学生理解数据链路层协议数据单元（PDU）的定义和数据链路层功能。3、实验内容1）使用网络协议分析软件Wireshark抓取本计算机访问某网站（例如北京邮电大学网站，其网址为）时发送和接收到的数据包；2）对所抓取的数据包进行分析，分析数据链路层的帧结构及各字段的含义。4、实验环境1）Windows2000或WindowsXP2）Wireshark（版本1.2.1）：Wireshark是一个开源的抓包工具。5、实验要求1）能够正确抓取本计算机与网站间交互的数据包；2）能够分析所抓取的数据链路层的帧，并能够正确说明帧的各字段的含义和作用。3）填写实验报告。6、实验步骤1）启动计算机上安装的Wireshark程序。2）点击Wireshark程序主窗口的“Capture”菜单项，选中该下拉菜单中的“Options”菜单项，通过出现的“CaptureOptions”窗口中的“Interface”选择框设置需要抓取哪个网卡发送/接收的数据包。3）可通过“CaptureOptions”窗口中的“CaptureFilter”选择框设置需要抓取的数据包的类型，比如选择“IPonly”。4）点击“CaptureOptions”窗口中的“start”按钮，启动抓包工作。此时可看见Wireshark程序出现了一个新的窗口：“Capturing”窗口。5）启动本计算机中的浏览器程序（IE浏览器或Firefox浏览器），在浏览器的地址栏中输入所要访问的网站的网址（例如北京邮电大学的网址）后按回车键，可看到浏览器中出现该网站的主页。6）在Wireshark程序的“Capturing”窗口中观察Wireshark程序抓取的数据包；该窗口中的每一条记录为本机发送或接收到的一个数据包；7）鼠标双击“Capturing”窗口中的一条记录，出现展示该数据包详细信息的窗口。在该窗口下面部分的子窗口中有该数据包（数据链路层帧）的二进制数据表示；在该窗口上面部分的子窗口中有Wireshark程序对该帧的分析，详细列出了该帧的字段组成以及各字段的取值。观察该帧的“Destination”字段、“Source”字段、“Type”字段的取值，以及该帧携带的数据。在实验报告中分析数据链路层帧的字段组成和作用。8）观察“Capturing”窗口显示的所抓取的数据包，分析哪些数据包是发送出去的数据包，哪些数据包是接收到的数据包。二、实验二1、实验名称及学时数3网络层实验2学时2、实验目的通过本实验使学生理解网络层IP地址规划、配置、以及网络层的转发（Forward）和路由（Routing）这两个概念。3、实验内容1）在VMWare虚拟机环境下启动三台UbuntuJeOS虚拟机，其中一台虚拟机（记为JeOS_Router）充当路由器使用，而另外两台虚拟机（记为Host_1和Host_2）作为终端主机使用。利用VMWare虚拟机环境提供的虚拟子网的功能将Host_1和Host_2分别通过两个不同的子网连接到JeOS_Router上。2）配置主机Host_1、主机Host_2的IP地址和缺省路由3）配置JeOS_Router的路由分组转发功能，使得JeOS_Router能够转发Host_1与Host_2之间的数据包。4、实验环境1）Windows环境下的VMWareWorkstation软件2）VMWareWorkstation环境下的UbuntuJeOS操作系统5、实验要求1）掌握VMWare虚拟机环境提供的虚拟网络功能2）正确配置路由，实现路由器JeOS_Router对IP分组的正确转发。3）填写实验报告。6、实验步骤1）启动计算机Windows环境下的VMWare程序；2）在启动VMWare虚拟机管理程序后，确认在该虚拟机管理环境下已配置了三台JeOS虚拟机。若没有配置，使用VMWare程序的主窗口中的“File”菜单项的“New”功能中的“VirtualMachine”菜单项启动装载、配置JeOS虚拟机。设置这三台JeOS虚拟机的名字分别为JeOS_Router、Host_1和Host_2。3）点击VMWare程序的主窗口中的“Edit”菜单项下的“VirtualNetworkEditor”，出现“VirtualNetworkEditor”窗口。点击窗口中的“Summary”文件夹查看虚拟机环境下是否已配置了两个子网（除了VMnet0和VMnet8之外的两个子网）。如果没有，点击“VirtualNetworkEditor”窗口中的“HostVirtualNetworkMapping”文件夹，在其中配置两个虚拟的子网，假定子网的名字分别为VMnet3和VMnet4。需要配置这两个子网的IP地址范围和子网掩码。假定所配置的两个子网的IP为C类地址，子网掩码为255.255.255.04）对JeOS虚拟机JeOS_Router，配置两个虚拟网卡。使用VMWare的“Editvirtualmachinesetting”功能中的“NetworkAdaptor”项分别依次增加两个虚拟网卡，两个网卡均配置为“Custom”类型的网卡，并分别隶属于VMnet3和VMnet4。5）对JeOS虚拟机Host_1和Host_2，采用类似于步骤4）中的方法，为Host_1配置一个网卡，该网卡配置为“Custom”类型的网卡，隶属于VMnet3。为Host_2配置一个网卡，该网卡配置为“Custom”类型的网卡，隶属于VMnet4。6）分别启动这三个JeOS虚拟机。7）采用静态IP地址配置方式，对主机Host_1配置IP地址：编辑/etc/network/interfaces文件，为Host_1的网卡（在下面的示例中是网卡eth0）配置IP地址、子网掩码、网络地址等信息。图1为/etc/network/interfaces文件示例48）对主机Host_1配置缺省路由，使得Host_1发出的分组发给虚拟路由器（JeOS_Router），配置命令示例如下：$sudorouteadddefaultgw192.168.41.129其中，上面route命令中的网关地址为虚拟路由器的网卡IP地址。9）按照步骤7）、8）中方法，对主机Host_2修改/etc/network/interfaces文件，配置主机IP等信息，并使用route命令设置缺省路由。10）按照步骤7）中的方法，为虚拟路由器（JeOS_Router）的两个网卡分别配置IP地址。11）在虚拟机JeOS_Router上，编辑文件/etc/sysctl.conf文件，使得其中的配置项“net.ipv4.ip_forward”配置如下：net.ipv4.ip_forward=1通过该配置项，使得下次重启JeOS_Router时，该虚拟机启动了其IP转发功能。12）在这三台虚拟机中分别使用route命令查看本机的路由信息。13）在虚拟机Host_1中使用ping命令测试与虚拟机Host_2是否可以进行通信。若ping命令的执行结果表示不通，分析出错原因，直至ping命令成功返回。三、实验三1、实验名称及学时数网络编程实验2学时2、实验目的通过本实验使学生理解套接字（Socket）编程，计算机协议提供服务的方式，并进行通信软件的设计与实现。3、实验内容基于套接字编程API，采用流（STREAM）模式，实现支持多客户端并发接入的服务器。4、实验环境1）Linux/Unix环境，或Windows环境2）C/C++开发环境，或Java开发环境5、实验要求1）编写、调试基于套接字的采用流模式的客户端和服务器程序2）所编写的服务器可支持多客户端的接入。可采用多线程、或多进程的方式实现对多客户端程序接入的支持。53）所编写的服务器程序能够并发地与多个客户端程序双向通信，服务器程序与某一客户端程序的通信不能影响服务器程序与其它客户端程序的通信。这些影响的例子包括当某一客户端程序暂停与服务器程序的通信时，服务器程序与其它客户端程序的通信应该能够正常进行。4）服务器程序能够检测出某一客户端程序的退出，不会出现服务器程序异常退出的现象；并且在客户端程序退出的情况下，服务器程序会回收与该客户端程序对应的资源（包括套接字资源）。5）填写实验报告。6、实验步骤1）选择开发环境及相应的编程语言。2）使用操作系统提供的文本编辑工具、或程序集成开发环境中的编辑工具编写流模式下的客户端程序和服务器程序。3）使用C、或C++、或其它语言的编译工具（如Linux环境下的gcc），编译所编写的程序，直至编译通过、生成程序的可执行代码文件。4）调试所编写的程序，测试所开发的程序能否满足本实验指导书中的实验要求。薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀