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武汉大学计算机学院课程实验(设计)报告课程名称: 计算机网络 专业、班: 计科六班 姓 名: xx 学 号: 2008301500178 学 期: 2010-2011第1学期 实验分数一二三附总评比例30%30%40%选做10%100%分数(百分制)成绩(教师填写)实验一 网际协议IP一、实验目的1、掌握IP数据报的报文格式2、掌握IP校验和计算方法3、掌握子网掩码和路由转发4、理解特殊IP地址的含义5、理解IP分片过程二、实验步骤本次试验采用的是网络结构二。网络结构如图 1所示。图 1 网络结构二在实际实验中,由于所用机器有可能不一样,所以IP地址也会有所变化,实验步骤中所涉及的IP地址均为实际IP地址。练习一:编辑并发送IP数据包这次练习中,所用的IP地址如下:主机A:10.3.1.22主机B:R网卡:10.3.1.21;I网卡:10.3.0.21主机E:10.3.0.25由于此次练习中主机C、D、F没有影响,故不提及其IP地址。实验步骤如下:1. 主机A启动仿真编辑器,编辑一个IP数据报,其中:MAC层:目的MAC地址:主机B的MAC地址(对应于10.3.0.21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(10.3.1.22)。目的IP地址:主机E的IP地址(10.3.0.25)。校验和:在其他所有字段填充完毕后计算并填充。2. 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,设置过滤条件(提取IP协议),开始捕获数据。3. 主机A发送第1步中编辑好的报文。 4. 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,并回答以下问题: 第1步中主机A所编辑的报文,经过主机B到达E后,报文数据是否发生了变化?若发生变化,记录变化的字段,并简述发生变化的原因。5. 将第1步中主机A所编辑的报文的“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,并回答以下问题: 主机B、E是否能捕获到主机A所发送的报文?简述发生这种现象的原因。练习二:特殊的IP地址这次练习中,所用的IP地址如下:主机A:10.3.1.22主机B:R网卡:10.3.1.21;I网卡:10.3.0.21主机C:10.3.1.23主机D:10.3.1.26主机E:10.3.0.25主机F:10.3.0.27实验步骤如下: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:10.3.0.255。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(对应于10.3.1.21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:10.3.0.255。校验和:在其他字段填充完毕后,计算并填充。(3)主机B、C、D、E、F启动协议分析器并设置过滤条件(提取IP协议,捕获10.3.1.22接收和发送的所有IP数据包,设置地址过滤条件如下:10.3.1.22Any)。 (4)主机B、C、D、E、F开始捕获数据。(5)主机A同时发送这两个数据报。(6)主机B、C、D、E、F停止捕获数据。2. 受限广播地址。(1)主机A编辑一个IP数据报,其中:目的MAC地址:设置为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:设置为255.255.255.255。校验和:在其它字段填充完毕后,计算并填充。(2)主机B、C、D、E、F重新启动协议分析器并设置过滤条件(提取IP协议,捕获10.3.1.22接收和发送的所有IP数据包,设置地址过滤条件如下:10.3.1.22Any)。(3)主机B、C、D、E、F重新开始捕获数据。(4)主机A发送这个数据报。(5)主机B、C、D、E、F停止捕获数据。 3. 环回地址。(1)主机F重新启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件(提取IP协议)。(2)主机E ping 127.0.0.1。(3)主机F停止捕获数据。练习三:IP数据报分片这次练习中,所用的IP地址如下:主机A:10.3.1.22主机B:R网卡:10.3.1.21;I网卡:10.3.1.21主机C:10.3.1.23主机D:10.3.1.26主机E:10.3.0.25主机F:10.3.0.27实验步骤如下:1. 在主机B上使用“开始程序网络协议仿真教学系统 通用版工具MTU工具”设置以太网端口的MTU为800字节(两个端口度设置)。2. 主机A、B、E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ICMP协议)。3. 在主机A上,执行命令ping -l 1000 10.3.0.27。4. 主机A、B、E通知捕获数据。在主机E上重新定义过滤条件(取一个ICMP数据包,按照其IP层的Identification字段设置过滤),如图所示:5. 主机E恢复默认过滤器。主机A、B、E重新开始捕获数据。6. 在主机A上,执行命令ping -l 2000 10.3.0.27。7. 主机A、B、E停止捕获数据。查看主机A、E捕获到的数据,比较两者的差异,体会两次分片过程。8. 主机B上使用“开始程序网络协议仿真教学系统 通用版工具MTU工具”恢复以太网端口的MTU为1500字节。9.练习四:子网掩码和路由转发这次练习中,所用的IP地址如下:主机A:10.3.1.22主机B:R网卡:10.3.1.21;I网卡:10.3.0.21主机C:10.3.1.23主机D:10.3.1.26主机E:10.3.0.25主机F:10.3.0.27实验步骤如下:1. 所有主机取消网关。2. 主机A、C、E设置子网掩码为255.255.255.224,主机B(10.3.1.21)、D、F设置子网掩码为255.255.255.240。3. 主机A ping 主机B(10.3.1.21),主机C ping 主机D(10.3.1.26),主机E ping 主机F(10.3.0.27)。三、实验结果练习一:编辑并发送IP数据包1、主机A第一次发送报文的结果如下:图 2 主机A第一次发送的报文图 3 主机B的I网卡第一次捕获的报文图 4 主机E第一次捕获的报文主机B的R网卡收到的报文的生存时间是128,主机B的I网卡收到的报文中的生存时间是127,主机E收到的报文的生存时间为127。2、主机A第二次发送报文的结果如下:图 5 主机A第二次发送报文图 6 主机B的R网卡第二次捕获到的报文主机E捕获不到报文,因为A第二次发送报文的时候,将生存时间设置为1。故A发送到B的时候生存时间已经为0,无法被B转发。练习二:特殊的IP地址1、直接广播地址的实验结果如下:图 7 直接广播地址时B的R网卡捕获到的第一帧报文图 8 直接广播地址时主机B的R网卡捕获到的第二帧报文图 9直接广播地址时主机D捕获到的报文由于仿真软件的不稳定性,导致这次实验中,主机B的I网卡,主机E和主机F均无法正常收到主机A发送的报文。2、受限广播地址。图 10 受限广播地址时主机B的R网卡捕获到的报文图 11 受限广播地址时主机D捕获到的报文受限广播地址,使得链路上只有一部分机器能够收到IP数据报。故E和F不能收到IP数据报。练习三:IP数据报分片1、执行ping -l 1000 10.10.1.74(发送包含数据量为1000 的ECHO 数据包)后,结果如下:图 12 主机A捕获的报文中的Request主机A执行ping命令的时候,捕获到的报文中,主机A ping 主机E时发送的IP报文没有分片,主机E响应主机A发送的IP报文有两个分片,理由如下:0、Request报文中,MF的值为0;1、Reply报文中,MF的值为1,说明还有分片;2、Fragment Data报文中,MF的值为0,代表没有分片了。主机A捕获的主机E返回的ICMP的报文分片信息如下:字段名称分片序号1分片序号2Identification字段值34843484More fragments字段值10Fragment offset字段值0776传输的数据量796252图 13 主机A捕获的报文中的Reply图 14 主机A捕获的报文中的Fragment Data2、执行ping -l 2000 10.10.1.74(发送包含数据量为2000 的ECHO 数据包)后,结果如下:图 15 主机A捕获的报文图 16 主机E捕获到的报文1图 17 主机E捕获到的报文2图 18 主机E捕获到的报文3此次主机A发送数据量为2000的echo数据包,主机A和主机E捕获到的均为IP分片后的数据。主机E捕获的ICMP的报文分片信息如下:字段名称分片序号1分片序号2Identification字段值50025002More fragments字段值10Fragment offset字段值0776传输的数据量796252练习四:子网掩码和路由转发实验结果如下表所示:是否ping通主机A-主机B是主机C-主机D是主机E-主机F是同一网段下,子网掩码不相同的两台主机可以通信。实验二 TCP一、实验目的1、掌握TCP数据报的报文格式2、掌握TCP协议校验和计算方法3、掌握TCP连接的建立和释放过程、传输中编号与确认的过程4、理解TCP重传机制二、实验步骤图 19 网络结构一在实际实验中,由于所用机器有可能不一样,所以IP地址也会有所变化,实验步骤中所涉及的IP地址均为实际IP地址。该次实验采用以下的IP地址:主机A:10.3.1.22主机B:10.3.1.21主机C:10.3.1.23主机D:10.3.1.26主机E:10.3.1.25主机F:10.3.1.27练习一:察看TCP连接的建立和释放1. 主机B、C、D启动协议分析器进行数据捕获,并设置过滤条件(提取TCP协议)。2. 主机C打开TCP工具,类型选择“服务器”,端口填写大于1024的值;点击“创建”,如果端口被占用则选择其它。主机A打开
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