2023年华科计算机网络实验报告

华中科技大学电子信息与通信学院计算机网络实验报告实验目的掌握数据链路层(L２）的基本原理掌握观测和配置主机、互换机观测主机在局域网中发送的帧格式观测互换机的生成树算法的现象实验任务(一)熟悉环境本机IP配置,MAC地址观测，网内ARＰ观测1．配置本机的两个IP地址在winｄoｗscoｍｍａｎd窗口下，使用aｒp和ipconfiｇ命令,记录本机MＡC地址配置如下：ＩP地址192．168.1.1４6子网掩码25５．２55.255．0默认网关192.１68．0.２5４IP地址19２.１68．８.14６子网掩码25５.255.２55.0默认网关19２.1６８.0.254MAＣ地址５４-e6－fc-6ｅ-f5-b9２.观测网内的IP和MAC地址启动“网络协议分析仪”使用“地址本”功能观测本组6台主机的IP地址,记录其相应的MＡC地址。（二）了解配置互换机的过程登录本组机柜的网络管理服务器界面,点击进入特定网络设备的tｅｌneｔ窗口。缺省先输入一个回车，看到命令行以后，输入命令。输入enable命令，启动控制功能思科互换机示例：ｓｗ3>eｎablePasｓｗord:用网线将本组的6台主机连接到4台互换机的任意端口上,互换机之间不要连线。分别登录不同的的互换机，观测该互换机的接口连接状态和ＭAＣ转发表。输入shｏwiｎtｅｒｆacestａtｕs命令,观测互换机的接口连接状态。记录本组６台主机在４台互换机上的相应端口情况，绘制拓扑图，标明互换机的名称、端标语、主机的物理地址等。用网线将本组的４台互换机任意互联。分别登录不同的互换机,观测该互换机的生成树。(三)以太网链路层帧格式分析1．在Winｄows的命令提醒符界面中输入命令:ipconfig／ａll,会显示本机的网络信息。记录物理地址，MAC地址为54-e6－ｆc-6e-ｆ5-b92.打开协议数据发生器，在工具栏选择“添加”，会弹出“网络包模版”的对话框，在“选择生成的网络包”下拉列表中选择“LLC协议模版”,建立一个ＬLC帧。3.在“网络包模版”对话框中点击“拟定”按钮后，会出现新建立的数据帧，此时在协议数据发生器的各部分会显示出该帧的信息。4．数据包编辑区与十六进制显示区是联动的，选中数据包编辑区中的某一字段,该字。段相应的十六进制值会相应地改变颜色,观测十六进制显示区中该帧的信息。5.点击工具栏或菜单栏中的“发送”,在弹出的“发送数据包”对话框上选中“循环发送”,填入发送次数，选择“开始”按钮，即可按照预定的数目发送该帧。在本例中,选择发送10次6．在主机B的网络协议分析仪一端，点击工具栏内的“开始”按钮,对数据帧进行捕获,按“结束”按钮停止捕获。捕获到的数据帧会显示在页面中,可以选择两种视图对捕获到的数据包据帧进行分析,会话视图和协议视图,所示的会话视图可以清楚的看到捕获数据包的分类记录结果：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)上层协议类型：IPv4,UDP,ＷINＳ(四）端口镜像1.在互换机上配置端口镜像主机A连接互换机的ＦastEthｅrｎeｔ0／1端口，主机Ｂ连接互换机的FasｔＥtherｎeｔ0/10端口，主机Ｃ连接互换机的ＦastＥthernet0／15端口，在互换机上配置:Sｗitch#ｃoｎfｉgureｔermiｎalSwitｃｈ(config)#monitorsession1sｏuｒceｉntｅrfaceｆastEthernet0/1ｂｏtｈ!配置源端口为Ｆ0/1端口,监控双向数据流Ｓwiｔｃh(cｏnfｉｇ)#moniｔorｓessioｎ１ｄｅｓtinationiｎterｆaｃefａｓtEｔhernet0／1５!配置目的端口为F0/15端口Sｗiｔch(cｏnfig）#exiｔ2.从主机Ａｐiｎｇ主机B为主机A配置IP地址1９2.16８.1.10/２４，并在主机Ａ上运营ｉpcｏnfig/alｌ命令，得到主机A的ＭＡＣ地址为:00-２1-８5－０4-8B－DB为主机B配置IP地址192．１68.1.20／２4,并在主机Ｂ上运营ipcｏnｆｉｇ/alｌ命令，得到主机Ｂ的MAC地址为:０0-15-58－2F-7Ｅ-7E为主机C配置IP地址192．168.1.３０／24，并在主机C上运营ipｃoｎfiｇ／ａll命令，得到主机C的MAＣ地址为：0０-12-３F－０1-AF-５Ａ从主机Apiｎｇ主机B,可以看到主机A的Wiｎdｏwｓ系统会发出4个pinｇ包，并收到主机B的4个响应数据包;3．在主机C上运营网络分析仪捕获数据包在主机Ａpiｎg主机B的同时,在主机C上运营网络协议分析仪,点击工具栏上的“开始”按钮,捕获数据包，并在ping命令运营结束后,点击工具栏上的“结束”按钮，停止捕获;在网络协议分析仪的“会话树”中,可以看到8个ＩCMP数据包,说明已经捕获到全部的ｐing数据包；４.测实验证使用命令将互换机中的端口镜像配置清除Swiｔｃh（config)＃nomoｎitoｒsｅssiｏn1三.思考问题1、在网络的分层体系结构中，ＭAC层的作用是什么？该协议位于ＯSＩ七层协议中数据链路层,数据链路层分为上层LLＣ（逻辑链路控制),和下层的MＡＣ（媒体访问控制)，ＭAC重要负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候,MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，假如可以发送将给数据加上一些控制信息,最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层；在接受数据的时候,ＭAC协议一方面判断输入的信息并是否发生传输错误,假如没有错误，则去掉控制信息发送至LLC（逻辑链路控制）层。MAC子层的重要功能涉及数据帧的封装/卸装,帧的寻址和辨认,帧的接受与发送,链路的管理，帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性。MＡC子层与物理层相关联,而ＬLC子层则完全独立出来，为高层提供服务，这样就实现了物理层和数据链路层的完全独立，解决了lSＯ制定的计算机网络7层参考模型(即OＳI模型)中局域网物理层和数据链路层不能完全独立的问题。2、以太网的最短帧长度是（６4字节)，最大帧长度是（）?标准的以太网的最大字节长度为１5１8/15２2:uｎtagｇed的fｒａｍe最大帧长为１5１8tagged的ｆｒame最大帧长为１522最小包长由CSＭA/CＤ的最小检测碰撞时间来决定考虑如下的情况，主机发送的帧很小，而两台冲突主机相距很远。在主机A发送的帧传输到B的前一刻,B开始发送帧。这样,当A的帧到达B时，B检测到冲突，于是发送冲突信号。假如在B的冲突信号传输到A之前,A的帧已经发送完毕，那么A将检测不到冲突而误认为已发送成功。由于信号传播是有时延的，因此检测冲突也需要一定的时间。这也是为什么必须有个最小帧长的限制。按照标准，１0Mbps以太网采用中继器时，连接的最大长度是２５００米,最多通过4个中继器，因此规定对10Mbps以太网一帧的最小发送时间为51.2微秒。这段时间所能传输的数据为512位,因此也称该时间为512位时。这个时间定义为以太网时隙,或冲突时槽。51２位＝64字节，这就是以太网帧最小64字节的因素。最大包长没有特别的规定,但是考虑到如下的因数,将ＩP最大包长设立为1５00byteｓ:1.以太网是所有的终端共享传输介质,假如一台终端发送一个很长的帧,传输时将占用太多的时间，其它的终端将等待,直到这个帧传输完毕。帧越长,等待的时间将越长2.假如一个帧太长,假如在传输的过程中，发生一个传输错误，那么整个帧要重传,这样又要占有大量的时间，导致效率不高-－－—初期的以太网由于传输的错误率非常高3.帧越长，需要的缓存越大，197９年在设计网卡时，缓存的价格非常昂贵，所以当时选用1500bｙｔes作为最大的长度。３、为什么