计算机网络实验指导书.doc

1、 计算机网络实验报告-李东 1计算机网络实验指导书专 业 软件工程 班 级 软 091 学 号 099074156 姓 名 李 东 同 组 者 李东、李倩倩、汤法东指导教师 李沁老师 安徽工业大学计算机学院计算机网络实验报告-李东 2目 录实验一 以太网帧的构成 3实验二 网际协议 IP.3实验三 路由信息协议 RIP5实验五 传输控制协议 TCP.7实验六 邮件协议 SMTP、POP3、IMAP .8实验七 超文本传输协议 HTTP10计算机网络实验报告-李东 3实验一 以太网帧的构成【练习一】编辑并发送 LLC 帧 实验结果帧类型 发送序号 N（S ） 接受序号 N（R）LLC 001F

2、0 简述“类型和长度”字段的两种含义答：一是如果字段的值小于 1518，它就是长度字段，用于定义下面数据字段的长度；二是如果字段的值大于 1536，用于定义一个封装在帧中的 PDU 分组的类型。【练习二】编辑并发送 MAC 广播帧 结合实验结果，简述 FFFFFF-FFFFFF 作为目的 MAC 地址的作用答：作为广播地址，完成一对多的通信方式【练习三】理解 MAC 地址的作用 实验结果本机 MAC 地址 源 MAC 地址 目的 MAC 地址是否收到，为什么？主机 B E05A2C 000D87 DF84F3 是 B 与 A 直接相连主机 D E05A27 000D87 DF84F3 是，D

3、与 C 直接相连主机 E DF7179 否，A 与 F，A 与 E 未连接主机 F DF8A06 否，A 与 F，A 与 E 未连接【思考问题】1为什么 IEEE802 标准将数据链路层分割为 MAC 子层和 LLC 子层？答：为了使数据链路层能更好的适应多种局域网标准。2为什么以太网有最短帧长度的要求？答：如果帧长度太小，就可能出现网络上同时有两个帧在传播中产生碰撞而造成网络无法发送数据。 如果数据帧太长就会出现有的工作长时间不能发送数据，而且可能超出接受端的缓冲区大小，造成缓冲溢出。实验二 网际协议 IP【练习一】编辑并发送 IP 数据报 IP 在计算校验和时包括那些内容？答：IP 在计算

4、校验和时只检验数据报的首部，但不包括数据部分。 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，并简述发生变化的原因。 答：有变化，但报文中传送过程中的源 IP 地址和目的 IP 地址没变化，只是在传送过程中经过一些节点生成时间可能有变化。 主机 B、E 是否能捕获到主机 A 所发送的报文？简述产生这种现象的原因。答：能捕获到主机 A 所发送的报文，因为主机 B 相当于路由器，所以能收到。A 与 E计算机网络实验报告-李东 4不在同一网络，但可以通过 B 转发，仍然能收到。【练习二】特殊的 IP 地址1直接广播地址 实验结果

5、主机号收到 IP 数据报 1 BCDEF收到 IP 数据报 2 BEF 结合实验结果，简述直接广播地址的作用。答：直接广播地址的作用是限制在同一网络的都能收到报文。2受限广播地址 实验结果主机号 收到主机 A 发送的 IP 数据报 BCD未收到主机 A 发送的 IP 数据报 EF 结合实验结果，简述受限广播地址的作用。答：受限广播地址的作用是用于主机配置过程中 IP 数据报的目的地址。3环回地址 主机 F 是否收到主机 E 发送的目的地址为 127.0.0.1 的 IP 数据报？为什么？答：不能，在本机环回，分组永远离不开机器，这个分组就简单返回。【练习三】IP 数据报分片 将 ICMP 的报

6、文分片信息填入下表，分析表格内容，理解分片的过程。【练习四】子网掩码和路由转发 实验结果是否 ping 通主机 A主机 B 是主机 C主机 D 是主机 E主机 F 是 请问什么情况下两主机的子网掩码不同，却可以相互通信？字段名称 分片序号 1 分片序号 2 分片序号 3Identification 字段值 1277 1278 1279More fragments 字段值 0 0 0Fragment offset 字段值 0 0 0传输的数据量 1008 字节 1008 字节 1008 字节计算机网络实验报告-李东 5答：在虚拟网技术或路由连接情况下。 实验结果是否 ping 通 为什么主机 A

7、主机 C 不能 网络号不同，被认为不同的网络【思考问题】1试说明 IP 地址与硬件地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？ 答：IP 地址在 IP 数据报的首部，而硬件地址则放在 MAC 帧的首部。在网络层以上使用的是 IP 地址，而链路层及以下使用的是硬件地址。每个路由器都有 IP 地址和硬件地址。使用 IP 地址与硬件地址，尽管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同，IP 层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很复杂的但细节，并使我们能够使用统一的、抽象的 IP 地址进行通信。2不同协议的 MTU 的范围从 296 到 65535。使用大的 MTU 有什么好处？使用小的MTU 有什么好处？ 答：

8、使用大的 MTU 会减少分片数目，实现报文的快速传输；使用小的 MTU 会减少每次的传输性能的要求。3IP 数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据。这样做的最大好处是什么？坏处是什么？答：IP 数据报对传输的数据不做检验，这样做的最大好处是可以减少 IP 数据报的处理复杂度，提高数据报的处理速度。坏处是，这样做实际上把检验的任务交给了上层协议，增加了上层协议的复杂性。实验三 路由信息协议 RIP【练习一】静态路由与路由表 路由表由哪几项组成？答：网络目标、网络掩码、网络地址、接口、跃点数。 主机 A 的默认网关在本次练习中起到什么作用？答：用于向其他 IP 网络转发 IP 数据报的 IP

9、地址 记录并分析实验结果，简述为什么会产生这样的结果？是否 ping 通 原因主机 A主机 B（192.168.0.2） 通默认网关是主机 B 的物理接口地址，而目标地址为主机 B 的另一个物理接口地址主机 A主机 C 不通 主机 B 没有路由器转发功能计算机网络实验报告-李东 6 记录并分析实验结果，简述为什么会产生这样的结果？是否 ping 通 原因主机 A主机 B（192.168.0.2） 通默认网关是主机 B 的物理接口地址，而目标地址为主机 B 的另一个物理接口地址主机 A主机 E（192.168.0.1） 不通 主机 B 没有路由器转换功能主机 A主机 E（172.16.1.1）

10、不通 主机 B 没有路由器转换功能 记录并分析实验结果，简述手工添加静态路由在此次通信中所起的作用。是否 ping 通 原因主机 A主机 B（192.168.0.2） 通默认网关是主机 B 的物理接口地址，而目标地址为主机 B 的另一个物理接口地址主机 A主机 E（192.168.0.1） 通主机 B 具有路由转发的功能，并且目标网络在主机 B 的路由条目中主机 A主机 E（172.16.1.1） 通主机 B 具有路由转发的功能，并且目标网络在主机 B 的路由条目中 简述静态路由的特点以及路由表在路由期间所起到的作用。答：静态路由是一种特殊的路由，有网络管理员采用手工方法在路由器中配置而成，这

11、种方法适合在规模较小、路由表也相对简单的网络中使用。它比较简单，容易实现；可以精确控制路由选择，改进网络的性能；减少路由器的开销，为重要的应用保证带宽。【练习二】领略动态路由协议 RIPv2 IGMP 报文在 RIP 交互中所起的作用是什么？答：RIP 通常采用组播的方式，这就要求交换机支持 IGMP 通过以上 5 步，绘制主机 B 和主机 E 的 RIP 交互图（包括 IGMP 报文） 。答：加入多播组（发送 IGMP 组成员报告报文）路由信息请求（发送 RIP 请求报文路由信息应答（发送 RIP 应答报文） 。【练习三】RIP 的计时器 将“周期公告间隔”设置为 0 秒可以吗？为什么操作系

12、统对“周期公告间隔”有时间上限和时间下限？上限和下限的作用是什么？ 答：不可以设置为 0，对“周期公告间隔”有时间限制是对发送更新报文时机的一种权衡。上线是限制更新报文发送过于频繁，增加网络负载；下限是确保路由信息得到及时更新。 通过协议分析器，比较两个相邻通告报文之间的时间差，是 20 秒吗？如果不全是，计算机网络实验报告-李东 7为什么？ 答：不完全是，虽然指定的时间为 20 秒，但工作模式是使用在 15 到 25 之间的一个随机数，这是为了避免出现任何可能的同步，因而可防止在互联网上由于路由器都同时更新而引起的过载。 简述“路由过期计时器”的作用是什么？答：作用是管理路由的有效性，如果网

13、络出现问题，并且在分配的时间内没有收到更新报文，那么这个路由器就被认为是过期的，而路由的跳数就设置为 16，这表示目的端的不可达。 【思考问题】1RIP 使用 UDP，这样做有何优点？ 答：UDP 是个非常简单的协议，只有最小的开销，RIP 协议不是很关心可靠性，因此使用 UDP 作为下层协议。2条数限制如何缓解 RIP 的问题？ 答：RIP 的问题之一就是缓慢收敛，意思是在互联网上某处发生的变化要传播到互联网的其他部分是很慢的。解决 RIP 的这种缺点的放是限制跳数为 15.这样可以防止分组在网络中兜圈子，使用 RIP的自治系统的直径被限制为 15；数值 16 被认为是无穷大，并表示不可达的

14、网络。3试列举 RIP 的缺点及其相应的补救办法。 答：RIP 协议具有不稳定性，通过触发更新、毒性逆转等机制得以缓解；RIP 协议使用广播通信，增大了网络压力，RIPv2 通过组播通信机制得以缓解。实验五 传输控制协议 TCP【练习一】察看 TCP 连接的建立和释放 察看主机 B、C、D 捕获的数据，填写下表。字段名称 报文 1 报文 2 报文 3Sequence Number 3733042152 3615118051 3733042133Acknowledgement Number 0 3733042133 3615118052ACK 0 1 0SYN 0 1 1 TCP 连接建立时，前

15、两个报文的首部都有一个“maximum segment size”字段，它的值是多少？作用是什么？结合 IEEE802.3 协议规定的以太网最大帧长度分析此数据是怎样得出的？答：值是 1460。作用是由发送端指定，表明了能在网络上传输的最大的段尺寸。 maximum segment size = MTU 20（IP 首部）-20（TCP 首部） 。 主机 A 断开与主机 C 的 TCP 连接，察看主机 B、C、D 捕获的数据，填写下表。 字段名称 报文 4 报文 5 报文 6 报文 7Sequence Number 239613015 1075728486 239613016 10757284

16、87Acknowledgement Number 0 239613016 1075723017 239613016ACK 1 1 1 1计算机网络实验报告-李东 8FIN 0 0 0 0【练习二】利用仿真编辑器编辑并发送 TCP 数据包TCP 在计算校验和时包括哪些内容？答：协议字段、源 IP 地址、目的 IP 地址、TCP 数据总长度、 TCP 首部、TCP 数据。【思考问题】1试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。说明如不这样做可能会出现什么情况。答：三次握手解决了连接建立过程中要解决的三个问题：（1）要使每一方能够确定对方的存在。 （2）要允许双发协商一些参数（如最大报文

17、段长度、最大窗口大小、服务质量等） 。 （3）能够对运输实体资源（如缓存大小、连接表中的项目等）进行分配。三次握手相对于请求应答式的连接建立有以下好处：假设主机 A 发出连接请求，但因连接请求报文丢失而未收到确认。主机 A 于是再重传一次。后来受到了确认，建立了连接。数据传输完毕后，释放连接。主机 A 共发送了两个连接请求报文段，其中的第二个到达了主机 B。现在假定出现另一种情况，即主机 A 发送的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某些网络结点滞留时间太长，以致延误到在这次的连接释放以后才传送到主机 B。本来这是一个已经失效的报文段，但主机 B 收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是主机

18、 A 又发出一次新的连接请求。于是就向主机 A 发出确认报文段，同意建立连接。主机 A 由于并没有要求建立连接，因此不会理睬主机 B 的确认，也不会向主机 B 发送数据。但主机 B 却以为运输连接就这样建立了，并一直等待主机 A 发来数据。主机 B 的许多资源就这样白白浪费了。采用三次握手可以防止上述现象的发生。例如在刚才的情况下，主机 A 不会向主机 B的确认发出确认。主机 B 收不到确认，连接就建立不起来了。2使用 TCP 对实时话音数据的传输有没有什么问题？使用 UDP 在传送数据文件时会有什么问题？答：TCP 协议可能导致实时语音通讯的延迟。使用 UDP 传出的数据可能导致数据文件乱序

19、。3TCP 在进行流量控制时是以分组的丢失作为产生拥塞的标志。有没有不是因拥塞而引起的分组丢失的情况？如有，请举出三种情况。答：有。前面的报文已发送，而后面的则不可发送；前面的报文已发送并确认，而后面的则可发送未被确认；前面的报文已发送并确认，而后面的则不可发送。实验六 邮件协议 SMTP、POP3、IMAP【练习一】使用 Outlook 发送电子邮件 SMTP 使用的 TCP 端口是_25_。 找出传输用户帐号及密码的数据包，能不能看到用户密码？答：能。计算机网络实验报告-李东 9 结合 Smtp.txt 的 SMTP 传输过程，填写下表。源 IP 地址 目的 IP 地址 报文摘要和参数 报

20、文作用主机 A 的 IP 服务器 IP SYN 发起者发送初始段服务器 IP 主机 A 的 IP ACK SYN 接收端发送应答段SMTP 连接建立过程主机 A 的 IP 服务器 IP ACK 对接收端的确认源 IP 地址 目的 IP 地址 报文摘要和参数 报文作用服务器 IP 主机 A 的 IP 220 表示服务就绪主机 A 的 IP 服务器 IP EHLO 发送端的主机名服务器 IP 主机 A 的 IP 250 请求命令完成主机 A 的 IP 服务器 IP AUTH LOGIN 与服务器进行身份认证邮件传输过程服务器 IP 主机 A 的 IP 334 用 base64 编码的响应源 IP

21、地址 目的 IP 地址 报文摘要和参数 报文作用主机 A 的 IP 服务器 IP ACK FIN 客户端发送 FIN 段服务器 IP 主机 A 的 IP ACK 服务器端对 FIN 段的确认服务器 IP 主机 A 的 IP ACK FIN 服务器端发送 FIN 段SMTP 连接释放过程主机 A 的 IP 服务器 IP ACK 客户端对 FIN 段的确认【练习二】使用 Outlook 接收电子邮件1、使用 POP3 协议接收 POP3 使用的 TCP 端口是_110_。 找出传输用户帐号及密码的数据包，能不能看到用户密码？答：能。 找到接收邮件内容的报文(对命令 RETR 响应的报文)，察看是否

22、与发送的内容一致？答：一致。2、使用 IMAP 协议接收 IMAP 使用的 TCP 端口是_143_。 找出传输用户帐号及密码的数据包，能不能看到用户密码？答：能。【思考问题】1. 电子邮件系统使用 TCP 传送邮件。为什么有时我们会遇到邮件发送失败的情况？为什么有时对方会收不到我们发送的邮件？答：邮件客户端配置错误或邮件服务器关机等都可以导致邮件发送失败；邮件服务器之间互相不信任可导致邮件接收不到。计算机网络实验报告-李东 102通过实验说明你的电子邮件在网络上传输是安全的吗？为什么？如果不安全，你认为实现邮件安全传输的最好的办法是什么？答：简单使用 SMTP 和 POP3 协议传输邮件可能

23、遭到信息被窃取、篡改等攻击，原因在于 SMTP 与 POP3 协议允许明文传送数据。我们可以使用 PGP 等技术对邮件进行加密后在进行传输，以保证通信安全。实验七 超文本传输协议 HTTP【练习一】页面访问 本练习使用 HTTP 协议的哪种方法？简述这种方法的作用。答：Get 方法。客户要从服务器读取文档时使用。 根据本练习的报文内容，填写下表。主机名 JServer.NetLabURL http:/JServer.NetLab/experiment服务器类型 Apache/2.2.0传输文件类型 Text/html访问时间 Date:星期，日 月 年 时:分:秒 GMT 参考“会话分析”视图

24、的显示结果，绘制此次访问过程的报文交互图（包括 TCP 协议）。 简述 TCP 协议和 HTTP 协议之间的关系。答：HTTP 是基于 TCP 的应用层协议。【练习二】页面提交 本练习的提交过程使用 HTTP 协议的哪种方法？简述这种方法的作用。答：Post 方法。当客户要给服务器提供某些信息时使用。 此次通信分几个阶段？每个阶段完成什么工作？答：分为两个阶段；页面的访问和页面的提交。计算机网络实验报告-李东 11 参考“会话分析”视图的显示结果，绘制此次提交过程的报文交互图（包括 TCP 协议） 。【练习三】获取页面信息 主机 B 停止捕获数据，保存会话命令 (方法：会话交互视图单击右键 保

25、存会话命令菜单，保存为 Http3.txt)，分析捕获到的数据。计算机网络实验报告-李东 12【练习四】较复杂的页面访问 简述主机 B 捕获到的 DNS 报文在本次通信中所起到的作用。答：将域名解析为 IP 地址 结合本次试验结果，简述浏览器是如何处理一个访问请求的。答：在客户机里的应用程序需要驻留网络上某个服务器的数据或服务时，搜索此数据的 C/S 应用程序需访问中间件系统。该系统将查找数据源或服务，并在发送应用程序请求后重新打包响应,将其传送回应用程序。【思考问题】1. 同时打开多个浏览器窗口并访问一 WEB 站点的不同页面时，系统是根据什么把返回的页面正确地显示到相应窗口的？ 答：使用多个浏览器窗口访问一个 WEB 站点的不同页面时，每一个浏览器窗口可能对应一个或多个连接，每一个连接和数据报中的一个端口相对应，系统是根据这种对应关系把返回的页面正确地显示到相应窗口中。2. 一个主页是否只有一个连接？ 答：一个主页可能对应多个连接。3. 为什么 HTTP 不保持与客户端的 TCP 连接？ 答：HTTP1.0 定义了非持续连接，每次请求/响应都要建立 TCP 连接。而 HTTP1.1 默认的连接是持续连接，服务器在发送响应以后会保持连接状态，等待更多的请求。