物電學院
08電子資訊工程
計算機網路
實驗報告
實驗一、乙太網幀的構成（4學時），拓撲結構一
實驗二、網際協議ip（4學時），拓撲結構一
實驗三、internet控制報文協議icmp（2學時），拓撲結構二
實驗四、網域名稱服務協議dns（2學時），拓撲結構一
實驗五、動態主機配置協議dhcp（2學時），拓撲結構一
實驗六、傳輸控制協議tcp（4學時），拓撲結構一
指導老師：
年級班級：電子資訊工程0811班
學號：姓名：楊凱
實驗一乙太網幀的構成
一、實驗目的
1. 掌握乙太網的報文格式
2. 掌握mac位址的作用
3. 掌握mac廣播位址的作用
4. 掌握llc幀報文格式
5. 掌握**編輯器和協議分析器的使用方法
二、實驗原理
（一）、兩種不同的mac幀格式
常用的乙太網mac幀格式有兩種標準，一種是dix ethernet v2標準；另一種是ieee的802.3標準。 目前mac幀最常用的是乙太網v2的格式。
下圖畫出了兩種不同的mac幀格式。
（二）、mac層的硬體位址
1、在區域網中，硬體位址又稱實體地址或mac位址，它是資料幀在mac層傳輸的乙個非常重要的識別符號。
2、網絡卡從網路上收到乙個 mac 幀後，首先檢查其mac 位址，如果是發往本站的幀就收下；否則就將此幀丟棄。這裡「發往本站的幀」包括以下三種幀：
單播(unicast)幀（一對一），即乙個站點傳送給另乙個站點的幀。
廣播(broadcast)幀（一對全體），即傳送給所有站點的幀(全1位址)。
多播(multicast)幀（一對多），即傳送給一部分站點的幀。
3、網路結構
四、實驗步驟
練習一：編輯並傳送llc幀
本練習將主機a和b作為一組，主機c和d作為一組，主機e和f作為一組。現僅以主機a和b為例，說明實驗步驟。
1、主機a啟動**編輯器，並編寫乙個llc幀。
目的mac位址:主機b的mac位址。
源mac位址：主機a的mac位址。
協議型別和資料長度：可以填寫001f。
型別和長度：可以填寫001f。
控制字段：填寫02。
2、使用者定義資料/資料字段： aaaaaaabbbbbbbcccccccddddddd。
3、主機b重新開始捕獲資料。
4、主機a傳送編輯好的llc幀。
主機b停止捕獲資料，在捕獲到的資料中查詢主機a所傳送的llc幀，並分析該幀內容。
·記錄實驗結果。
·簡述「型別和長度」欄位的兩種含義。
簡述：這一字段定義為長度或型別字段。如果欄位的值小於1518，它就是長度字段，用於定義下面資料字段的長度；另一方面，如果欄位的值大於1536，它定義乙個封裝在幀中的pdu分組的型別。
5、將第1步中主機a已編輯好的資料幀修改為「未編號幀」，重做第2、3、4步。
練習二：編輯並傳送mac廣播幀
1、主機e啟動**編輯器。
2、主機e編輯乙個mac幀，
目的mac位址：ffffff-ffffff。
源mac位址：主機e的mac位址。
協議型別或資料長度：大於0x0600。
資料字段：編輯長度在46—節之間的資料。
3、主機a、b、c、d、f啟動協議分析器，開啟捕獲視窗進行資料捕獲並設定過濾條件（源mac位址為主機e的mac位址）。
4、主機e傳送已編輯好的資料幀。
5、主機a、b、c、d、f上停止捕獲資料，察看捕獲到的資料中是否含有主機e所傳送的資料幀。
結合練習二的實驗結果，簡述ffffff-ffffff作為目的mac位址的作用。
簡述：以ffffff-ffffff作為目的mac位址時，傳送資料的主機所傳送資料被所有在此區域網上的主機接收，也就是這個位址代表所有區域網內其他主機的mac位址，使傳送資料主機以廣播方式傳送資料
練習三：領略真實的mac幀
本練習將主機a和b作為一組，主機c和d作為一組，主機e和f作為一組。現僅以主機a和b為例，說明實驗步驟。
1、主機b啟動協議分析器，新建捕獲視窗進行資料捕獲並設定過濾條件（提取icmp協議）。
2、主機a ping主機b；察看主機b協議分析器捕獲的資料報，分析mac幀格式。
3、將主機b的過濾器恢復為預設狀態。
4、將主機b、d、f的過濾器恢復為預設狀態。
練習四：理解mac位址的作用
1、主機b、d、e、f啟動協議分析器，開啟捕獲視窗進行資料捕獲並設定過濾條件（源mac位址為主機a的mac位址）。
2、主機a ping 主機c。
3、主機b、d、e、f上停止捕獲資料，在捕獲的資料中查詢主機a所傳送的資料幀，並分析該幀內容。
記錄實驗結果:
思考問題
1. 1．為什麼ieee802標準將資料鏈路層分割為mac子層和llc子層？
出於廠商們在商業上的激烈競爭，ieee的802委員會未能形成乙個統一的、最佳的區域網標準，而是被迫制定了幾個不同標準，如802.4令牌匯流排網、802.5令牌環網等。
為了使資料鏈路層能更好地適應多種區域網標準，802委員會就將區域網的資料鏈路層拆成兩個子層，即邏輯鏈路控制llc子層和**接入控制mac子層。與接入到傳輸**有關的內容都放在mac子層，而llc子層與傳輸**無關，不管採用何種協議的區域網對llc子層來說都是透明的。
2. 2．為什麼乙太網有最短幀長度的要求？
傳統的乙太網是共享性區域網，採用載波偵聽多路訪問/衝突檢測csma/cd協議。最小幀長必須大於整個網路的最大時延位（最大時延時間內可以傳輸的資料位）。
如果幀長度太小，就可能出現網路上同時有兩個幀在傳播，就會產生衝突（碰撞）而造成網路無法傳送資料。
如果資料幀太長就會出現有的工作長時間不能傳送資料，而且可能超出接受端的緩衝區大小，造成緩衝益出。
由於多方面的限制，每個乙太網幀都有最小的大小64bytes最大不能超過1518bytes，對於小於或者大於這個限制的乙太網幀我們都可以視之為錯誤的資料幀，一般的乙太網**裝置會丟棄這些資料幀。
五、實驗總結與心得
本次試驗主要是研究計算機mac位址，通過實驗我明白，計算機不只有ip位址，還有乙個固化介面卡中的硬體位址，某種意義上它能起到ip位址在網路中類似的作用
實驗二網際協議ip
1、實驗目的
1. 掌握ip資料報的報文格式
2. 掌握ip校驗和計算方法
3. 掌握子網掩碼和路由**
4. 理解特殊ip位址的含義
5. 理解ip分片過程
2、實驗原理
（一）ip報文格式
ip資料報是由ip首部加資料組成的。ip首部的最大長度不超過60位元組。 ip資料報文格式如下圖所示:
（二）ip分片
鏈路層具有最大傳輸單元（mtu）這個特性，它限制了資料幀的最大長度。不同的網路型別都有乙個上限值。乙太網通常是節。
如果ip層有資料報要傳輸，而資料報的長度超過了mtu，那麼ip層就要對資料報進行分片操作。使每一片長度都小於mtu。 ip首部中「16位標識」、「3位標誌」和「13位片偏移」包含了分片和重組所需的資訊。
另外，當資料被分片後，每個片的「16位總長度」 值要改為該片的長度值。
（三）ip路由表
大部分網路層裝置都儲存著一張記錄路由資訊的**，稱為路由表。它由許多條專案組成。網路層裝置收到資料報後，根據其目的ip位址查詢路由表確定資料報傳輸的最佳路徑(下一跳)。
然後利用網路層的協議重新封裝資料報，利用下層提供的服務把資料報**出去。 路由表的專案一般含有五個基本字段：目的位址、網路掩碼、下一跳位址、介面、度量。
路由表按如下順序匹配： 直接交付->特定主機交付->特定網路交付->預設交付 。
（四）路由選擇過程
路由選擇模組從ip處理模組接收到ip分組後，使用該分組的目的ip位址同路由表中的每乙個專案按特定的順序（按照前面介紹的「路由表匹配順序」）查詢匹配項，當找到第乙個匹配項後就不再繼續尋找了，這樣就完成了路由選擇過程。
匹配路由表項的方法是將ip位址與路由表中的乙個專案的「子網掩碼」進行按位「與」操作，然後判斷運算結果是否等於該項目的「目的位址」，如果等於，則匹配成功，否則，匹配失敗。
路由選擇模組的工作過程如圖
3、實驗步驟
主機b啟動靜態路由服務（方法：在命令列方式下，輸入「staticroute_config」）。 按照拓撲結構圖連線網路，使用拓撲驗證檢查連線的正確性。
練習一：編輯並傳送ip資料報
1、主機a啟動**編輯器，編輯乙個ip資料報，其中：
mac層：
目的mac位址:主機b的mac位址（對應於172.16.1.1介面的mac）。
源mac位址：主機a的mac位址。
協議型別或資料長度：0800。
ip層：
總長度：ip層長度。
生存時間:128。
源ip位址:主機a的ip位址（172.16.1.2）。
目的ip位址:主機e的ip位址（172.16.0.2）。
校驗和：在其他所有字段填充完畢後計算並填充。
ip在計算校驗和時包括那些內容？
【說明】先使用**編輯器的「手動計算」校驗和，再使用**編輯器的「自動計算」校驗和，將兩次計算結果相比較，若結果不一致，則重新計算。
ip在計算校驗和時包括哪些內容？
ip在計算校驗和時只檢驗資料報部分的首部，但不包括資料部分。這是因為資料報每經過乙個路由器，路由器都要重新計算一下首部校驗和。不檢驗資料部分可減少計算的工作量
2、在主機b（兩塊網絡卡分別開啟兩個捕獲視窗）、e上啟動協議分析器，設定過濾條件（提取ip協議），開始捕獲。
計算機網路實驗報告
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