计算机网络实验报告

实验一 以太网帧的构成

练习一：编辑并发送LLC帧

本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。

1. 主机A启动仿真编辑器，并编写一个LLC帧。

目的MAC地址:主机B的MAC地址。 源MAC地址：主机A的MAC地址。

协议类型和数据长度：可以填写001F。 类型和长度：可以填写001F。 控制字段：填写02。

用户定义数据/数据字段： AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDDD。 2. 主机B重新开始捕获数据。 3. 主机A发送编辑好的LLC帧。

4. 主机B停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的LLC

帧，并分析该帧内容。

? 记录实验结果。

帧类型 发送序号N（S） 接受序号N（R） 简述“类型和长度”字段的两种含义。

5. 将第1步中主机A已编辑好的数据帧修改为“未编号帧”，重做第

2、3、4步。

?

练习二：编辑并发送MAC广播帧

1. 主机E启动仿真编辑器。 2. 主机E编辑一个MAC帧，

目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。 源MAC地址：主机E的MAC地址。 协议类型或数据长度：大于0x0600。

数据字段：编辑长度在46—1500字节之间的数据。

3. 主机A、B、C、D、F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（源MAC地址为主机E的MAC地址）。

4. 主机E发送已编辑好的数据帧。

5. 主机A、B、C、D、F上停止捕获数据，察看捕获到的数据中是否含

有主机E所发送的数据帧。

? 结合练习二的实验结果，简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC

地址的作用。

练习三：领略真实的MAC帧

本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅

以主机A和B为例，说明实验步骤。

1. 主机B启动协议分析器，新建捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条

件（提取ICMP协议）。

2. 主机A ping主机B；察看主机B协议分析器捕获的数据包，分析

MAC帧格式。

3. 将主机B的过滤器恢复为默认状态。

4. 将主机B、D、F的过滤器恢复为默认状态。

练习四：理解MAC地址的作用

1. 主机B、D、E、F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（源MAC地址为主机A的MAC地址）。 2. 主机A ping 主机C。

3. 主机B、D、E、F上停止捕获数据，在捕获的数据中查找主机A

所发送的数据帧，并分析该帧内容。 记录实验结果: 主机B 主机D 主机E 主机F 1.

本机MAC地址 报文源MAC地址 报文目的MAC地址 是否收到，为什么

实验二 地址转换协议ARP

主机B启动静态路由服务（方法：在命令行方式下，输入“staticroute_config”）。按照拓扑结构图连接网络，使用拓扑验证检查连接的正确性。 练习一：领略真实的ARP（同一子网）

1. 主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“arp -a”命令，察看ARP高速

缓存表，并回答以下问题：

? ARP高速缓存表由哪几项组成？

2. 主机A、B、C、D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ARP、ICMP）。

3. 主机A、B、C、D在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存。 4. 主机A ping 主机D（172.16.1.4）。

5. 主机A、B、C、D停止捕获数据，并立即在命令行下运行“arp -a”命令

察看ARP高速缓存。

? 结合协议分析器上采集到的ARP报文和ARP高速缓存表中新增加的

条目，简述ARP协议的报文交互过程以及ARP高 速缓存表的更新过程。

练习二：编辑并发送ARP报文（同一子网）

1. 在主机E上启动仿真编辑器，并编辑一个ARP请求报文。其中:

MAC层： “目的MAC地址”设置为FFFFFF-FFFFFF， “源MAC地址”设置为主机E的MAC地址。 协议类型或数据长度：0806。

ARP层： “发送端MAC地址”设置为主机E的MAC地址，

“发送端IP地址”设置为主机E的IP地址（172.16.0.2）， “目的端MAC地址”设置为000000-000000，

“目的端IP地址”设置为主机F的IP地址（172.16.0.3）。 2. 主机B、F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ARP协议）。

3. 主机E、B、F在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存。 4. 主机E发送已编辑好的ARP报文。

5. 主机E立即在命令行下运行“arp -a”命令察看ARP高速缓存。

6. 主机B、F停止捕获数据，分析捕获到的数据，进一步体会ARP报文交互

过程。 练习三：跨路由地址解析（不同子网）

1. 主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存。

2. 主机A、B、C、D、E、F重新启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP、ICMP）。 3. 主机A ping 主机E（172.16.0.2）。

4. 主机A、B、C、D、E、F停止数据捕获，察看协议分析器中采集到的ARP报文，并回答以下问题：

? 单一ARP请求报文是否能够跨越子网进行地址解析？为什么？ ? ARP地址解析在跨越子网的通信中所起到的作用？

实验三 网际协议IP

练习一：编辑并发送IP数据报

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172.16.1.1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（172.16.1.2）。 目的IP地址:主机E的IP地址（172.16.0.2）。

校验和：在其他所有字段填充完毕后计算并填充。 IP在计算校验和时包括那些内容？

【说明】先使用仿真编辑器的“手动计算”校验和，再使用仿真编辑器的“自动计算”校验和，将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。

IP在计算校验和时包括哪些内容？

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。 5. 将第2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：

1. 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。

练习二：特殊的IP地址

1. 直接广播地址。

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：172.16.0.255。

校验和：在其他字段填充完毕后，计算并填充。 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172.16.1.1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：172.16.0.255。

校验和：在其他字段填充完毕后，计算并填充。

2. 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172.16.1.2接收和发送的所有IP数据包，设置地址过滤条件如下：172.16.1.2<->Any）。

主机B、C、D、E、F开始捕获数据。 主机A发送这两个数据报。

主机B、C、D、E、F停止捕获数据。 记录实验结果:

收到IP数据报1 收到IP数据报2 主机号 结合实验结果，简述直接广播地址的作用。

2. 受限广播地址。

主机A编辑一个IP数据报，其中:

“目的MAC地址”设置为FFFFFF-FFFFFF。 “目的IP地址”设置为255.255.255.255。

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，172.16.1.2<->Any）。

主机B、C、D、E、F重新开始捕获数据。 主机A发送这个数据报。

主机B、C、D、E、F停止捕获数据。 记录实验结果:

收到主机A发送的IP数据 报 未收到主机A发送的IP数 据报 结合实验结果，简述受限广播地址的作用。

3. 环回地址。 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）。

主机E ping 127.0.0.1。 主机F停止捕获数据。

? 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？

练习三：IP数据报分片

主机号 1. 在主机B上使用“MTU工具” 设置以太网端口的MTU为800字节（两个

端口都设置）。

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 172.16.0.2。

4. 主机A、E停止捕获数据。主机E如下图所示，重新定义过滤条件（取一

个ICMP数据包，按照其上层协议IP的Identification字段设置过滤）。

将ICMP的报文分片信息填入下表： 字段名称 分片序分片序分片号1 号1 序号1

Identification字段 值 More fragments字段 值 Fragment offset字段 值 传输的数据量 分析表格内容，理解分片的过程。 5. 主机E恢复默认过滤器。主机A、E重新开始捕获数据。 6. 在主机A上，执行命令ping -l 2000 172.16.0.2。 7. 主机A、E停止捕获数据。察看主机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。

练习四：子网掩码和路由转发

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、D、F设置子网

掩码为255.255.255.240。 3. 主机A ping 主机B（172.16.1.1），主机C ping 主机D（172.16.1.4），

主机E ping 主机F（172.16.0.3）。 记录实验结果

是否ping 通 主机A----主机B 主机C----主机D 主机E----主机F 4. 请问什么情况下两主机的子网掩码不同，却可以相互通信？

5. 主机A设置子网掩码为255.255.255.252，主机C设置子网掩码为

255.255.255.254，用主机A ping 主机C（172.16.1.3）。 记录实验结果

主机A----主机C 是否ping 通

实验四 Internet控制报文协议ICMP

主机B启动静态路由服务（方法：在命令行方式下，输入“staticroute_config”）。 按照拓扑结构图连接网络，使用拓扑验证检查连接的正确性 练习一：运行Ping命令

1. 主机B、E、F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）。

2. 主机A ping主机E（172.16.0.2）。

3. 主机B、E、F停止捕获数据，察看捕获到的数据，并回答以下问题：

? 捕获的报文对应的“类型”和“代码”字段分别是什么？

? 分析报文中的哪些字段保证了回送请求报文和回送应答报文的一

一对应？ 练习二：ICMP查询报文

1. 主机A启动仿真编辑器，编辑一个ICMP时间戳请求数据帧发送给主机C

（172.16.1.3）。 MAC层：

目的MAC地址：C的MAC地址。 源MAC地址：A的MAC地址。 协议类型或数据长度：0800。 IP层：

总长度：包含IP层和ICMP层长度。 高层协议类型：1。

校验和：在其他字段填充完毕后计算并填充。 源IP地址：A的IP地址。 目的IP地址：C的IP地址。 ICMP层： 类型：13。

代码字段：0。

校验和：在ICMP层其他字段填充完毕后，计算并填充。 其他字段使用默认值。

2. 主机C启动协议分析器进行数据捕获，并设置过滤条件（提取ICMP协议）。 3. 主机A发送已编辑好的数据帧

4. 主机C停止捕获数据。察看主机C捕获到的数据，并填写下表：

时间戳请求报文 ICMP字段名 字段值 类型 标识号 序列号 发起时间戳 接收时间戳 发送时间戳 练习三：ICMP差错报文

时间戳应答报文 ICMP字段名 字段值 类型 标识号 序列号 发起时间戳 接收时间戳 发送时间戳 1. 目的端不可达

a. 主机B、C、E、F启动协议分析器捕获数据，并设置过滤条件（提

取ICMP）。

b. 在主机A上ping 172.16.2.10（不存在的IP）。

c. 主机B、C、E、F停止捕获数据。察看捕获到的数据，并回答以下

问题：

? 捕获到的是哪一种目的端不可达报文？

2. 超时

1. 在主机D上启动仿真编辑器，编写一个发送给主机E（172.16.0.2）

的ICMP数据帧。其中： MAC层：

目的MAC地址：主机B的MAC地址（对应于172.16.1.1接口的MAC）。

源MAC地址：D的MAC地址。 协议类型或数据长度：0800。 IP层：

总长度：包含IP层和ICMP层长度。 TTL：0。

高层协议类型：1。

校验和：在其他字段填充完毕后，计算并填充。 源IP地址：D的IP地址。 目的IP地址：E的IP地址。

ICMP层： 类型：8。

代码字段：0。

校验和：在ICMP其他字段填充完毕后，计算并填充。 其他字段使用默认值。

2. 主机B、E、F启动协议分析器捕获数据，并设置过滤条件（提取ICMP协

议）。

3. 主机D发送已编辑好的数据帧。

4. 主机B、E、F停止捕获数据，察看并分析捕获到的数据。

5. 主机B在命令行方式下输入recover_config命令，停止静态路由服务。

实验六 用户数据报协议UDP

练习一：编辑并发送UDP数据报

本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。

1. 主机A打开协议仿真编辑器。编辑发送给主机B的UDP数据报。 MAC层：

目的MAC地址：接收方MAC地址。 源MAC地址：发送方MAC地址。

协议类型或数据长度：0800，即IP协议。 IP层：

总长度：包括IP层、UDP层和数据长度。

高层协议类型： 17，即UDP协议。

首部校验和：其他所有字段填充完毕后填充此字段。 源IP地址：发送方IP地址。 目的IP地址：接收方IP地址。

UDP层：

有效负载长度：UDP层及其上层协议长度。 计算校验和，其他字段默认.

UDP在计算校验和时包括那些内容?

2. 在主机B上启动协议分析器,并设置过滤条件（提取UDP协议）开始捕获数据。 3. 主机A发送已编辑好的数据报。

4. 主机B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。 练习二：UDP单播通信

1. 主机B、C、D、E、F上启动“开始/程序/网络协议仿真教学系统 通用版/工具/UDP工具”，作为服务器端，监听端口设置为2483。 2. 主机C、E上启动协议分析器开始捕获数据。

3. 主机A上启动“开始/程序/网络协议仿真教学系统 通用版/工具/UDP工具”，作为客户端，以主机C的IP为目的IP地址，以2483为端口，填写数据并发送。 4. 察看主机B、C、D、E、F上的“UDP工具”接收的信息。 哪台主机上的“UDP工具”接收到主机A发送的UDP报文? 5. 察看主机C协议分析器上的UDP报文，并回答以下问题：

UDP是基于连接的协议吗?阐述此特性的优缺点。

UDP报文交互中含有确认报文吗?阐述此特性的优缺点。 6. 主机A上使用仿真编辑器向主机E发送UDP报文，其中: “目的IP地址” 设置为主机E的IP地址。 “目的端口”设置为2483。“校验和”设置为0。 发送此报文，并回答以下问题：

主机E上的UDP通信程序是否接收到此数据包?UDP是否可以使用0作为校验和进行通信?

7. 将第6步中编辑的数据包的校验和修改为一个错误值，并将其发送。 8. 察看主机E协议分析器上捕获的数据，并回答以下问题： 简述UDP的差错处理能力。 练习三：UDP广播通信

1. 主机B、C、D、E、F上启动“开始/程序/网络协议仿真教学系统 通用版/工具/UDP工具”，作为服务器端，监听端口设为2483。

2. 主机B、C、D、E、F上启动协议分析器捕获数据,并设置过滤条件（提取UDP协议）

3. 主机A上启动“开始/程序/网络协议仿真教学系统 通用版/工具/UDP工具”，作为客户端，以255.255.255.255为目的地址，以2483为端口，填写数据并发送。

4. 察看主机B、C、D、E、F上的“UDP连接工具”接收的信息。 哪台主机接收到主机A发送的UDP报文?

5. 察看协议分析器上捕获的UDP报文，并回答以下问题：

主机A发送的报文的目的MAC地址和目的IP地址的含义是什么? ? 若将主机A发送的报文的目的MAC地址改为某一主机的MAC地址，结果会

怎样?为什么?

? 若将主机A发送的报文的目的IP地址改为某一主机的IP地址，结果会怎

样?为什么?

?

实验七 传输控制协议TCP

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A启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。在“服务器信息/IP地址”

中填入主机C的IP地址；使用“端口扫描”获取主机C的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机C的一个TCP端口(大于1024)；点击“连接”按钮进行连接。 3. 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3 Sequence Number Acknowledgement Number ACK SYN TCP连接建立时，前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。

4. 主机A断开与主机C的TCP连接。

5. 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7 Sequence Number Acknowledgement Number ACK SYN 结合步骤3、5所填的表，理解TCP的三次握手建立连接和四次握手的释放连接过程，理解序号、确认号等字段在TCP可靠连接中所起的作用。 练习二：利用仿真编辑器编辑并发送TCP数据包

本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组，现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。 ? 在本实验中由于TCP连接有超时时间的限制，故仿真编辑器和协议分析器

的两位同学要默契配合，某些步骤（如计算TCP校验和）要求熟练、迅速。 ? 为了实现TCP三次握手过程的仿真，发送第一个连接请求帧之前，仿真端

主机应该使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能来防止系统干扰（否则计算机系统的网络会对该请求帧的应答帧发出拒绝响应）。 ? 通过手工编辑TCP数据包实验，要求理解实现TCP连接建立、数据传输以

及断开连接的全过程。在编辑的过程中注意体会TCP首部中的序列号和标志位的作用。

?

首先选择服务器主机上的一个进程作服务器进程，并向该服务器进程发送一个建立连接请求报文,对应答的确认报文和断开连接的报文也编辑发送。其步骤如下：

1. 主机B启动协议分析器捕获数据，设置过滤条件（提取http协议）。

2. 主机A上启动仿真编辑器，在界面初始状态下，程序会自动新建一个单帧，

可以利用仿真编辑器打开时默认的以太网帧进行编辑。 3. 填写该帧的以太网协议首部，其中：源MAC地址：主机A的MAC地址。目

的MAC地址：服务器的MAC地址。协议类型或数据长度：0800（IP协议）。 4. 填写IP协议头信息，其中：

高层协议类型：6（上层协议为TCP）。 总长度：40（IP首部+TCP首部）。 源IP地址：主机A的IP地址。

目的IP地址：服务器的IP地址(172.16.0.10)。 其它字段任意。

应用前面学到的知识计算IP首部校验和。

5. 填写TCP协议信息，其中：

源端口：任意大于1024的数，不要使用下拉列表中的端口。 目的端口：80（HTTP协议）。

序列号：选择一个序号ISN（假设1942589885），以后的数据都按照这个来填。

确认号：0。

首部长度和标志位：5002（即长度20字节，标志SYN=1）。 窗口大小：任意。 紧急指针：0。

使用协议仿真编辑器的“手动计算”方法计算校验和；再使用协议仿真编辑器的“自动计算”方法计算校验和。将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。

TCP在计算校验和时包括哪些内容？将设置完成的数据帧复制2份；修改第二帧的TCP 层的“首部长度和标志”位为5010（即标志位ACK=1），TCP层的“序号”为1942589885+1。修改第三帧的TCP层的“首部长度和标志”位为5011（即标志位ACK=1、FIN=1），TCP层的“序号”为1942589885+1。

6. 在发送该TCP连接请求之前，先ping 一次目标服务器，让目标服务器知

道自己的MAC地址。

7. 使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能，为TCP\\IP协议

栈过滤掉收到的TCP数据。

8. 点击菜单栏中的“发送”按钮，在弹出对话框中选择发送第一帧。 9. 我们假设接收字节序号为：3246281765，修改第二帧和第三帧的TCP层的

“ACK确认序号”的值：3246281766。

10.计算第二帧的TCP校验和，将该帧发送。对服务器的应答报文进行确认。 11.计算第三帧的TCP校验和，将该帧发送。断开连接，完成TCP连接的全过

程。

12.协议分析器一端截获相应的请求及应答报文并分析，注意观察“会话分

析”中的会话过程。

13.仿真端主机使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢

复正常网络功能。

练习三：TCP的重传机制

本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。

1. 主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取TCP协议）。 2. 主机A启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。在“服务器信息/IP地址”

中填入主机B的IP地址；使用“端口扫描”获取主机B的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机B的一个TCP端口(大于1024)；点击“连接”按钮进行连接。 3. 主机A向主机B发送一条信息。

4. 主机B使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能，过滤掉

接收到的TCP数据。 5. 主机A向主机B再发送一条信息。

6. 主机B刷新捕获显示，当发现“会话分析视图”中有两条以上超时重传报

文后，使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢复正常网络功能。 7. 主机A向主机B再发送一条信息，之后断开连接。

8. 主机B停止捕获数据。依据“会话分析视图”显示结果，绘制本练习的数

据报交互图。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pim7.html