2023年華科計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

華中科技大學(xué)電子信息與通信學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諗?shù)據(jù)鏈路層(L２）的基本原理掌握觀測和配置主機(jī)、互換機(jī)觀測主機(jī)在局域網(wǎng)中發(fā)送的幀格式觀測互換機(jī)的生成樹算法的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)任務(wù)(一)熟悉環(huán)境本機(jī)IP配置,MAC地址觀測，網(wǎng)內(nèi)ARＰ觀測1．配置本機(jī)的兩個(gè)IP地址在winｄoｗscoｍｍａｎd窗口下，使用aｒp和ipconfiｇ命令,記錄本機(jī)MＡC地址配置如下：ＩP地址192．168.1.1４6子網(wǎng)掩碼25５．２55.255．0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)192.１68．0.２5４IP地址19２.１68．８.14６子網(wǎng)掩碼25５.255.２55.0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)19２.1６８.0.254MAＣ地址５４-e6－fc-6ｅ-f5-b9２.觀測網(wǎng)內(nèi)的IP和MAC地址啟動(dòng)“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀”使用“地址本”功能觀測本組6臺(tái)主機(jī)的IP地址,記錄其相應(yīng)的MＡC地址。（二）了解配置互換機(jī)的過程登錄本組機(jī)柜的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器界面,點(diǎn)擊進(jìn)入特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的tｅｌneｔ窗口。缺省先輸入一個(gè)回車，看到命令行以后，輸入命令。輸入enable命令，啟動(dòng)控制功能思科互換機(jī)示例：ｓｗ3>eｎablePasｓｗord:用網(wǎng)線將本組的6臺(tái)主機(jī)連接到4臺(tái)互換機(jī)的任意端口上,互換機(jī)之間不要連線。分別登錄不同的的互換機(jī)，觀測該互換機(jī)的接口連接狀態(tài)和ＭAＣ轉(zhuǎn)發(fā)表。輸入shｏwiｎtｅｒｆacestａt(yī)ｕs命令,觀測互換機(jī)的接口連接狀態(tài)。記錄本組６臺(tái)主機(jī)在４臺(tái)互換機(jī)上的相應(yīng)端口情況，繪制拓?fù)鋱D，標(biāo)明互換機(jī)的名稱、端標(biāo)語、主機(jī)的物理地址等。用網(wǎng)線將本組的４臺(tái)互換機(jī)任意互聯(lián)。分別登錄不同的互換機(jī),觀測該互換機(jī)的生成樹。(三)以太網(wǎng)鏈路層幀格式分析1．在Winｄows的命令提醒符界面中輸入命令:ipconfig／ａll,會(huì)顯示本機(jī)的網(wǎng)絡(luò)信息。記錄物理地址，MAC地址為54-e6－ｆc-6e-ｆ5-b92.打開協(xié)議數(shù)據(jù)發(fā)生器，在工具欄選擇“添加”，會(huì)彈出“網(wǎng)絡(luò)包模版”的對話框，在“選擇生成的網(wǎng)絡(luò)包”下拉列表中選擇“LLC協(xié)議模版”,建立一個(gè)ＬLC幀。3.在“網(wǎng)絡(luò)包模版”對話框中點(diǎn)擊“擬定”按鈕后，會(huì)出現(xiàn)新建立的數(shù)據(jù)幀，此時(shí)在協(xié)議數(shù)據(jù)發(fā)生器的各部分會(huì)顯示出該幀的信息。4．?dāng)?shù)據(jù)包編輯區(qū)與十六進(jìn)制顯示區(qū)是聯(lián)動(dòng)的，選中數(shù)據(jù)包編輯區(qū)中的某一字段,該字。段相應(yīng)的十六進(jìn)制值會(huì)相應(yīng)地改變顏色,觀測十六進(jìn)制顯示區(qū)中該幀的信息。5.點(diǎn)擊工具欄或菜單欄中的“發(fā)送”,在彈出的“發(fā)送數(shù)據(jù)包”對話框上選中“循環(huán)發(fā)送”,填入發(fā)送次數(shù)，選擇“開始”按鈕，即可按照預(yù)定的數(shù)目發(fā)送該幀。在本例中,選擇發(fā)送10次6．在主機(jī)B的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀一端，點(diǎn)擊工具欄內(nèi)的“開始”按鈕,對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行捕獲,按“結(jié)束”按鈕停止捕獲。捕獲到的數(shù)據(jù)幀會(huì)顯示在頁面中,可以選擇兩種視圖對捕獲到的數(shù)據(jù)包據(jù)幀進(jìn)行分析,會(huì)話視圖和協(xié)議視圖,所示的會(huì)話視圖可以清楚的看到捕獲數(shù)據(jù)包的分類記錄結(jié)果：分析（1）源物理地址:BC-30-5B－C8-D8-50(2)目的物理地址：FＦ-FF-FＦ-FF-FＦ-FF（3)上層協(xié)議類型：IPv4,UDP,ＷINＳ(四）端口鏡像1.在互換機(jī)上配置端口鏡像主機(jī)A連接互換機(jī)的ＦastEthｅrｎeｔ0／1端口，主機(jī)Ｂ連接互換機(jī)的FasｔＥtherｎeｔ0/10端口，主機(jī)Ｃ連接互換機(jī)的ＦastＥthernet0／15端口，在互換機(jī)上配置:Sｗitch#ｃoｎfｉgureｔermiｎalSwitｃｈ(config)#monitorsession1sｏuｒceｉntｅrfaceｆastEthernet0/1ｂｏtｈ!配置源端口為Ｆ0/1端口,監(jiān)控雙向數(shù)據(jù)流Ｓwiｔｃh(cｏnfｉｇ)#moniｔorｓessioｎ１ｄｅｓtinationiｎterｆaｃefａｓtEｔhernet0／1５!配置目的端口為F0/15端口Sｗiｔch(cｏnfig）#exiｔ2.從主機(jī)Ａｐiｎｇ主機(jī)B為主機(jī)A配置IP地址1９2.16８.1.10/２４，并在主機(jī)Ａ上運(yùn)營ｉpcｏnfig/alｌ命令，得到主機(jī)A的ＭＡＣ地址為:00-２1-８5－０4-8B－DB為主機(jī)B配置IP地址192．１68.1.20／２4,并在主機(jī)Ｂ上運(yùn)營ipcｏnｆｉｇ/alｌ命令，得到主機(jī)Ｂ的MAC地址為:０0-15-58－2F-7Ｅ-7E為主機(jī)C配置IP地址192．168.1.３０／24，并在主機(jī)C上運(yùn)營ipｃoｎfiｇ／ａll命令，得到主機(jī)C的MAＣ地址為：0０-12-３F－０1-AF-５Ａ從主機(jī)Apiｎｇ主機(jī)B,可以看到主機(jī)A的Wiｎdｏwｓ系統(tǒng)會(huì)發(fā)出4個(gè)pinｇ包，并收到主機(jī)B的4個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包;3．在主機(jī)C上運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)分析儀捕獲數(shù)據(jù)包在主機(jī)Ａpiｎg主機(jī)B的同時(shí),在主機(jī)C上運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀,點(diǎn)擊工具欄上的“開始”按鈕,捕獲數(shù)據(jù)包，并在ping命令運(yùn)營結(jié)束后,點(diǎn)擊工具欄上的“結(jié)束”按鈕，停止捕獲;在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀的“會(huì)話樹”中,可以看到8個(gè)ＩCMP數(shù)據(jù)包,說明已經(jīng)捕獲到全部的ｐing數(shù)據(jù)包；４.測實(shí)驗(yàn)證使用命令將互換機(jī)中的端口鏡像配置清除Swiｔｃh（config)＃nomoｎitoｒsｅssiｏn1三.思考問題1、在網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)中，ＭAC層的作用是什么？該協(xié)議位于ＯSＩ七層協(xié)議中數(shù)據(jù)鏈路層,數(shù)據(jù)鏈路層分為上層LLＣ（邏輯鏈路控制),和下層的MＡＣ（媒體訪問控制)，ＭAC重要負(fù)責(zé)控制與連接物理層的物理介質(zhì)。在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候,MAC協(xié)議可以事先判斷是否可以發(fā)送數(shù)據(jù)，假如可以發(fā)送將給數(shù)據(jù)加上一些控制信息,最終將數(shù)據(jù)以及控制信息以規(guī)定的格式發(fā)送到物理層；在接受數(shù)據(jù)的時(shí)候,ＭAC協(xié)議一方面判斷輸入的信息并是否發(fā)生傳輸錯(cuò)誤,假如沒有錯(cuò)誤，則去掉控制信息發(fā)送至LLC（邏輯鏈路控制）層。MAC子層的重要功能涉及數(shù)據(jù)幀的封裝/卸裝,幀的尋址和辨認(rèn),幀的接受與發(fā)送,鏈路的管理，幀的差錯(cuò)控制等。MAC子層的存在屏蔽了不同物理鏈路種類的差異性。MＡC子層與物理層相關(guān)聯(lián),而ＬLC子層則完全獨(dú)立出來，為高層提供服務(wù)，這樣就實(shí)現(xiàn)了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的完全獨(dú)立，解決了lSＯ制定的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)7層參考模型(即OＳI模型)中局域網(wǎng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層不能完全獨(dú)立的問題。2、以太網(wǎng)的最短幀長度是（６4字節(jié))，最大幀長度是（）?標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)的最大字節(jié)長度為１5１8/15２2:uｎtagｇed的fｒａｍe最大幀長為１5１8tagged的ｆｒame最大幀長為１522最小包長由CSＭA/CＤ的最小檢測碰撞時(shí)間來決定考慮如下的情況，主機(jī)發(fā)送的幀很小，而兩臺(tái)沖突主機(jī)相距很遠(yuǎn)。在主機(jī)A發(fā)送的幀傳輸?shù)紹的前一刻,B開始發(fā)送幀。這樣,當(dāng)A的幀到達(dá)B時(shí)，B檢測到?jīng)_突，于是發(fā)送沖突信號。假如在B的沖突信號傳輸?shù)紸之前,A的幀已經(jīng)發(fā)送完畢，那么A將檢測不到?jīng)_突而誤認(rèn)為已發(fā)送成功。由于信號傳播是有時(shí)延的，因此檢測沖突也需要一定的時(shí)間。這也是為什么必須有個(gè)最小幀長的限制。按照標(biāo)準(zhǔn)，１0Mbps以太網(wǎng)采用中繼器時(shí)，連接的最大長度是２５００米,最多通過4個(gè)中繼器，因此規(guī)定對10Mbps以太網(wǎng)一幀的最小發(fā)送時(shí)間為51.2微秒。這段時(shí)間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為512位,因此也稱該時(shí)間為512位時(shí)。這個(gè)時(shí)間定義為以太網(wǎng)時(shí)隙,或沖突時(shí)槽。51２位＝64字節(jié)，這就是以太網(wǎng)幀最小64字節(jié)的因素。最大包長沒有特別的規(guī)定,但是考慮到如下的因數(shù),將ＩP最大包長設(shè)立為1５00byteｓ:1.以太網(wǎng)是所有的終端共享傳輸介質(zhì),假如一臺(tái)終端發(fā)送一個(gè)很長的幀,傳輸時(shí)將占用太多的時(shí)間，其它的終端將等待,直到這個(gè)幀傳輸完畢。幀越長,等待的時(shí)間將越長2.假如一個(gè)幀太長,假如在傳輸?shù)倪^程中，發(fā)生一個(gè)傳輸錯(cuò)誤，那么整個(gè)幀要重傳,這樣又要占有大量的時(shí)間，導(dǎo)致效率不高-－－—初期的以太網(wǎng)由于傳輸?shù)腻e(cuò)誤率非常高3.幀越長，需要的緩存越大，197９年在設(shè)計(jì)網(wǎng)卡時(shí)，緩存的價(jià)格非常昂貴，所以當(dāng)時(shí)選用1500bｙｔes作為最大的長度。３、為什么