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安徽工业大学计算机网络实验报告.doc

发布时间：2022-06-10 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.98M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    实验总体说明
    实验一 链路层实验
    实验二 网络层实验
    实验三 运输层实验
    实验四 应用层实验
    计算机网络实验报告 计算机网络课程组 专 业 计算机科学与技术 班 级 学 号 姓 名 指导教师 李沁 安徽工业大学 计算机科学与技术学院 -1-
    实验总体说明 1． 实验总体目标 配合计算机网络课程的教学，加强学生对计算机网络知识（TCP/IP 协议）的深刻理 解，培养学生的实际操作能力。 2． 实验课时分配 序号 实验一 实验二 实验三 实验四 3． 实验环境 实 验 项 目 学时 试验类型 链路层实验 网络层实验 运输层实验 应用层实验 4 6 2 2 验证性 验证性 验证性 验证性 实验环境：思科模拟器 6.2 Student version 以上 实验指导书：计算机网络实验与学习指导—基于 cisco packet trace 模拟器 硬件设备：PC 机若干台 操作系统：Windows 7 以上 4． 实验总体要求  按照各项实验内容做实验，记录各种数据包信息，包括操作、观察、记录、分析， 通过操作和观察获得直观印象，从获得的数据中分析网络协议的工作原理；  每项实验均提交实验报告，实验报告的内容可参照实验的具体要求，但总体上应包 括以下内容：实验准备情况，实验记录，实验结果分析，算法描述，程序段，实验 过程中遇到的问题以及对思考问题的解答等，实验目的、实验原理、实验步骤不需 要写入实验报告中。 -1-
    实验一 链路层实验 【实验内容与实验目的】 1. PPP 与 PPPoE 协议学习  了解 PPP 和 PPPoE 的封装格式  了解 PPPoE 的封装格式 2. 以太网帧的封装实验  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 3. 集线器与交换机对比实验  了解集线器和交换机如何转发数据  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 4. 交换机工作原理  理解交换机通过逆向自学习算法建立地址转发表的过程  理解交换机转发数据帧的规则  理解交换机的工作原理 5. 生成树协议分析  理解链路中的环路问题  理解生成树协议的工作原理 6. VLAN 工作原理  理解虚拟局域网 VLAN 的概念  了解 VLAN 技术在交换式以太网中的使用  理解 VLAN 技术在链路层隔离广播域的作用 -2-
    实验过程记录(可续页) **************************************************** (说明：1.实验过程需要记录下每个步骤的设置，并记录该步骤产生的结果或观察到的现象。 2.尽量以文字或表格的方式说明，尽量不要用截图！截图时利用 QQ 的截图功能生成图片， 不要用 windows 自带的截图功能！ 3. 每个实验过程记录完毕后，另起页回答实验指导书上的思考题)】 1. PPP 与 PPPoE 协议学习 步骤 1：准备工作 根据实验内容连接拓扑图 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， 即用户名和密码：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 模式。设置 Event List Filters 只显示 ICMP 事件。 单 击 Add Simple PDU 按钮，在拓扑图中添加 PC1 向 PC2 发送的数据包。单击 Auto Capture/Play 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 Auto Capture/Play 按钮停止捕获数据包。 步骤 4：观察 PPPoE 协议封装格式 -3-
    步骤 5：观察 PPP 协议的封装格式 思考题： 1.ADSL 接入采用 PPPoE 的优点有哪些？ 1、PPPoE 不仅有以太网的快速简便的特点，同时还有 PPP 的强大功能，任何能被 PPP 封装的协议都可以通过 PPPoE 传输。 2、PPPoE 很容易检查到用户下线，可通过一个 PPP 会话的建立和释放对用户进行基于 时长或流量的统计，计费方式灵活方便。 3、PPPoE 可以提供动态 IP 地址分配方式，用户无需任何配置，网管维护简单，无需添 加设备就可解决 IP 地址短缺问题，同时根据分配的 IP 地址，可以很好地定位用户在本网 内的活动。 2.PPPoE 中 PPP 帧和 Ethernet 帧的封装关系是什么？ PPP 帧作为信息部分封装在 Ethenet 帧当中。 -4-
    2. 以太网帧的封装实验 任务一：观察单播以太网帧的封装 步骤 1：准备工作 根据实验内容连接拓扑图 步骤 2：捕获数据包 进入 Simulation 模式。设置 Event List Filters 只显示 ICMP 事件。 单击 Add Simple PDU 按钮，在拓扑图中添加 PC0 向 PC2 发送的数据包。 单击 Auto Capture/Play 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 Auto Capture/Play 按钮，停止数据包的捕获。 步骤 3：观察以太网帧的封装格式 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，单击其 右端 Info 项中的色块。注意弹出窗口顶 端的窗口信息: PDU Information at Device：PC2，即当前查看的是 PC2 接收到的 PDU 信息。在弹出窗口中选择 Inboud PDU Details 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 DEST MAC 和 SRC MAC。 -5-
    任务二：观察广播以太网帧的封装 步骤 1：捕获数据包 单击 Add Complex PDU 按钮，单击 PC0，在弹出 的对话框中设置参数：Destination IP Address 设置为 255.255.255.255，Source IP Address 设置为 192.168.1.1， Sequence Number 设置 为 1，Size 设置为 0，Simulation Settings 选中 One Shot， 其 对应的 Time 设置为 1，然后单击该对话框下方的 Create PDU 按钮，创建数据包 单击 Auto Capture/Play 按钮，捕获数据包。 步骤 2：观察该广播包的以太网封装 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。 任务一中，前导码字段取值为 10101010···1010；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， 前导码的作用就是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？ 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？ 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。 -6-
    3. 集线器与交换机对比实验 任务一：观察集线器和交换机的运行 步骤 1：准备工作 根据实验内容连接拓扑图 步骤 2：观察集线器对单播包的处理 进入 Simulation，设置 Event List Filters 只显示 ICMP 事件。单击 Add Simple PDU 按钮，添加一个 PC0 向 PC2 发送的数据包。单击 Auto Capture/Play 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 PC 接收到数 据包后如何处理该数据包。 集线器向所有电脑都发送消息，但是接受的只有 pc2。接受消息后的 pc2 主机向集 线器发送消息，集线向其他主机都发送消息，只有 pc0 接受。 步骤 3：观察交换机对单播包的处理 进入 Simulation，设置 Event List Filters 只显示 ICMP 事件。单击 Add Simple PDU 按钮，添加一个 PC6 向 PC8 发送的数据包。单击 Auto Capture/Play 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。 交换机只发送消息给目的主机 pc8。 步骤 4:观察集线器对广播包的处理 单击 PC0，在弹出 的对话框中设置参数：Destination IP Address 设置为 255.255.255.255，Source IP Address 设置为 192.168.1.1，Sequence Number 设置 为 1，Size 设置为 0，Simulation Settings 选中 One Shot，其 对应的 Time 设置为 1， 然后单击该对话框中下方的 Create PDU 按钮，创建数据包。单击 Capture/Forward 按钮，数据包到达集线器，再次单 击 Capture/Forward 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 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。 单击 Capture/Forward 按钮，数据包到达交换机，再次单 击 Capture/Forward 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。 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 设置 Event List Filters 只显示 ICMP 事件。 单击 Add Simple PDU 按钮，在拓 扑图 1 中添加 PC0 向 PC2 发送的数据包；再次单击 Add Simple PDU 按钮， 添加 PC1 向 PC3 发送的数据包。 单击 Auto Capture/Play 按钮，在此过程中仔细观察 数据包 -7-
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