计算机网络实验报告

计算机网络实验报告姓名学号专业班级指导教师毛绪纹2017.12实验2-1PPP与PPPoE学习实验配置说明该实验主要用于观察PPPoE和PPP的数据封装格式。其中，PC1到ISP1段的链路使用PPPoE，ISP1已经配置为PPPoE服务器。ISP1和ISP2之间的链路使用PPP。实验目的了解PPP协议的封装格式。了解PPPoE协议的封装格式。实验步骤任务：观察PPP协议和PPPoE协议的数据封装格式步骤1：准备工作单击主窗口右下角Realtime和Simulation模式切换按钮数次，直至交换机指示灯呈绿色步骤2：建立PPPoE连接单击拓扑图中的PC1，在弹出窗口中单击Desktop选项卡，选择桌面上的Command工具，在其中输入ipconfig命令查看PC1的IP地址信息，PC1在初始状态下并未配置IP地址。选择PPPoE拨号工具，在弹出窗口中输入拨号信息，即用户名（UserName）和密码（Password）：ISP1预设了两个用户名，分别为user和admin，密码与用户名相同。输入拨号信息后单击Connect按钮，建立PPPoE连接。关闭PPPoE拨号窗口，重新打开Command工具，输入ipconfig命令查看PC1是否获取到IP地址。如已获取到ISP1预设的地址池范围内的IP地址，则表示PPPoE拨号成功。步骤3：添加并捕获数据包进入Simulation（模拟）模式。设置EventListFilters（事件列表过滤器）只显示ICMP事件。单击AddSimplePDU（添加简单PDU）按钮，在拓扑图中添加PC1向PC2发送的数据包。单击AutoCapture/Play（自动捕获/播放）按钮捕获数据。此时PC1上出现信封图标，并在信封图标上闪烁“√”图标。此时可再次单击AutoCapture/Play（自动捕获/播放）按钮停止捕获数据包。步骤4：观察PPPoE协议封装格式选择事件列表中PC1到Switch0或者Switch0到ISP1的数据包，即事件列表中的第二或第三个数据包。单击其Info项上的色块，在弹出的PDU信息窗口中选择InboundPDUDetails选项卡。步骤5：观察PPP协议的封装格式选择事件列表中ISP1到ISP2的数据包，即事件列表中第四个数据包。单击其Info项上的色块，在弹出的PDU信息窗口中选择InboundPDUDetails选项卡。观察PPP的封装，将鼠标焦点置于协议某字段内，按住鼠标左键并上下或左右拖动鼠标可以观察到该字段完整的取值。思考题：1.ADSL接入采用PPPoE的优点有哪些？答：PPPoE具有较高的性能价格比。实用方便，实际组网方式也很简单，大大降低了网络的复杂程度。2.PPPoE中，PPP帧和Ethernet帧的封装关系是什么？答：PPPOE的封装层次：IP-PPP-PPPOE-Ethernet.实验2-2以太网帧的封装实验实验目的观察以太网帧的封装格式。对比单播以太网帧和广播以太网帧的目标MAC地址。实验步骤（1）任务一：观察单播以太网帧的封装步骤1：准备工作单击主窗口右下角Realtime和Simulation模式切换按钮数次，直至交换机指示灯呈绿色。步骤2：捕获数据包进入Simulation（模拟）模式。设置EventListFilters（事件列表过滤器）只显示ICMP事件。单击AddSimplePDU（添加简单PDU）按钮，在拓扑图中添加PC0向PC2发送的数据包。单击AutoCapture/Play（自动捕获/执行）按钮，捕获数据包。当PC2发送的响应包返回PC0后通信结束，再次单击AutoCapture/Play（自动捕获/执行）按钮，停止数据包的捕获。步骤3：观察以太网帧的封装格式选择事件列表中第二个数据包（即PC0到Switch0的数据包），单击其右端Info项中的色块。注意弹出窗口顶端的窗口信息：PDUInformationatDevice：Switch0，即当前查看的是交换机Switch0上的PDU信息。在弹出窗口中选择InboundPDUDetails选项卡。观察其中Ethernet（以太网）对应的封装格式。步骤4：观察交换机是否会修改以太网帧各字段取值选择事件列表中第三个数据包（即Switch0到PC2的数据包），单击其右端Info项中的色块。注意弹出窗口顶端的窗口信息:PDUInformationatDevice：PC2，即当前查看的是PC2接收到的PDU信息。在弹出窗口中选择InboudPDUDetails选项卡。仔细观察其中Ehternet各字段取值，与步骤2中观察的各字段取值进行对比，哪些字段取值发生了变化？重点观察DESTMAC和SRCMAC。（2）任务二：观察广播以太网帧的封装步骤1：捕获数据包单击AddComplexPDU（添加复杂PDU）按钮，单击PC0，在弹出的对话框中设置参数：DestinationIPAddress（目标IP地址）设置为255.255.255.255（这是一个广播地址，表示该数据包发送给源站点所在广播域内的所有站点），SourceIPAddress（源IP地址）设置为192.168.1.1（该实验拓扑中预设的PC0的IP地址），SequenceNumber（序列号）设置为1，Size设置为0，SimulationSettings（模拟设置）选中OneShot，其对应的Time设置为1，然后单击该对话框下方的CreatePDU按钮，创建数据包单击AutoCapture/Play（自动捕获/执行）按钮，捕获数据包。步骤2：观察该广播包的以太网封装选择事件列表中第二个数据包（即PC0到Switch0的数据包），单击其右端Info项中的色块。在弹出窗口中选择InboudPDUDetails选项卡。观察其Ethernet的封装，重点观察其DESTMAC字段的取值并进行记录。结合背景知识中MAC地址的类型，思考DESTMAC字段取值的含义。思考题1.任务一中，观察到的以太网帧封装格式中前导码字段的取值是什么？阐述其在数据帧传输过程中的作用。答：任务一中，前导码字段取值为10101010···1010；作用：以太网使用曼彻斯特编码传输数据，其特征是每个码元中间有一次电压的跳变，用于接收方提取同步信号，实现与发送方的时钟同步。2.任务一中，Switch0在转发数据帧时是否修改其源MAC地址和目标MAC地址？答：switch0转发给pc2地数据帧中源MAC地址和目标MAC地址并未进行修改。3.交换机接收数据帧后，依据什么判断该数据帧是单播还是广播？或依据什么判断向哪个目标结点转发？答：交换机工作在数据链路层，依据数据帧中的目标MAC地址的取值判断数据帧是单播还是广播，依据目标MAC地址判断向哪个目标节点转发。实验2-3集线器与交换机的对比实验实验配置说明该实验用到4个拓扑图。其中拓扑图1和拓扑图2是以集线器为中心的共享式以太网；拓扑图3和拓扑图4是以交换机为中心的交换式以太网。其中拓扑图1和拓扑图2主要用于观察集线器的运行及理解冲突域的概念；拓扑图3和拓扑图4主要用于观察交换机的运行及理解交换机隔离冲突域但不隔离广播域的特性。在对应的实验步骤中，我们需要将拓扑图1和拓扑图2使用交叉双绞线连接起来，将拓扑图3和拓扑图4使用交叉双绞线连接起来，从而观察使用集线器和交换机进行以太网扩展时对冲突域和广播域的影响，从而理解两类设备在扩展以太网时的作用和局限性。实验目的了解集线器和交换机的如何转发数据。理解冲突域和广播域的概念。理解集线器和交换机在扩大网络规模中的作用和局限性。实验步骤（1）任务一：观察集线器和交换机的运行步骤1：准备工作单击主窗口右下角Realtime和Simulation模式切换按钮数次，直至交换机指示灯呈绿色。在Realtime（实时模式）下，当拓扑图中集线器及交换机各端口均呈绿色后，鼠标双击右下角处事件列表中Fire项下的暗红色椭圆图标，至LastStatus均为Successful状态。若单击后LastStatus不是Successful，则重新双击该事件对应的暗红色椭圆图标。单击下方Delete按钮，删除所有场景。步骤2：观察集线器对单播包的处理进入Simulation（模拟模式），设置EventListFilters（事件列表过滤器）只显示ICMP事件。单击AddSimplePDU（添加简单PDU）按钮，添加一个PC0向PC2发送的数据包。单击AutoCapture/Play（自动捕获/播放）按钮捕获数据，仔细观察数据包发送过程中，集线器向哪些PC转发该单播包，以及各PC接收到数据包后如何处理该数据包。记录观察结果，以便后续实验进行对比分析。步骤3.观察交换机对单播包的处理单击下方Delete按钮，删除所有场景。进入Simulation（模拟模式），设置EventListFilters（事件列表过滤器）只显示ICMP事件。单击AddSimplePDU（添加简单PDU）按钮，添加一个PC6向PC8发送的数据包。单击AutoCapture/Play（自动捕获/播放）按钮，仔细观察数据包发送过程中，交换机向哪些PC转发该单播包，以及各PC接收到数据包后如何处理该数据包。记录观察结果并与步骤2进行对比分析。步骤4.观察集线器对广播包的处理单击下方Delete按钮，删除所有场景。进入Simulation（模拟模式），设置EventListFilters（事件列表过滤器）只显示ICMP事件。单击AddComplexPDU（添加复杂PDU）按钮，单击PC0，在弹出的对话框中设置参数：DestinationIPAddress（目标IP地址）设置为255.255.255.255（这是一个广播地址，表示该数据包发送给源站点所在广播域内的所有站点），SourceIPAddress（源IP地址）设置为192.168.1.1（该实验拓扑中预设的PC0的IP地址），SequenceNumber（序列号）设置为1，Size设置为0，SimulationSettings（模拟设置）选中OneShot，其对应的Time设置为1，然后单击该对话框中下方的CreatePDU按钮，创建数据包。单击Capture/Forward（捕获/转发）按钮，数据包到达集线器，再次单击Capture/Forward（捕获/转发）按钮，集线器向与源站点PC0在同一广播域的所有站点转发数据包。步骤5.观察交换机对广播包的处理单击下方Delete按钮，删除所有场景。参照步骤4的方法，在PC6上添加一个复杂的PDU，参数设置与步骤4相同（PC6的预设IP地址也是192.168.1.1）。单击Capture/Forward（捕获/转发）按钮，数据包到达交换机，再次单击Capture/Forward（捕获/转发）按钮，交换机向与源站点PC6在同一广播域的所有站点转发数据包。仔细观察这一过程中，交换机如何处理广播包，进而观察以交换机为中心的以太网的广播域的范围。（2）任务二：分别观察以集线器和以交换机为中心的以太网中，多个站点同时发送数据的情况，理解冲突域的概念。步骤1.观察以集线器为中心的以太网中多个站点同时发送数据的情况单击下方Delete按钮，删除所有场景。进入Simulation（模拟）模式。设置EventListFilters（事件列表过滤器）只显示ICMP事件。单击AddSimplePDU（添加简单PDU）按钮，在拓扑图1中添加PC0向PC2发送的数据包；再次单击AddSimplePDU（添加简单PDU）按钮，添加PC1向PC3发送的数据包。单击AutoCapture/Play（自动捕获/播放）按钮，在此过程中仔细观察数据包到达各个结点的情况，集线器及主机对数据包的处理。注注：：设备上出现信封图标表示数据包到达该设备，信封上闪烁“√”表示通信成功完成，信封上闪烁“Χ”表示设备丢弃数据包，信封上出现闪烁的火苗表示数据冲突。步骤2.观察以交换机为中心的以太网中多个站点同时发送数据的情况单击下方Delete按钮，删除所有场景。进入Simulat