计算机网络原理实验指导书.doc

《计算机网络原理》实验指导书

课程代码：0660086

天津理工大学计算机计算机科学与工程学院
2023年9月

目 录

一、实验指导书的选用范围 1
二、计算机网络技术课程简介 1
三、实验的地位、作用和目的及学生能力标准 1
四、实验方式与基本规定 1
五、考核方式与实验报告规定 2
六、实验项目 2
实验一：验证常用网络命令 2
实验1.1 验证常用的网络命令 2
实验1.2 用telnet方式收发邮件 11
实验二：基于TCP/UDP的Socket编程 14
实验2.1：基于TCP and UDP的socket编程 14
实验2.2：基于TCP的Web Server 14
实验2.3：基于TCP/UDP的Daytime的客户端和服务器端 14
实验2.4：基于TCP/UDP的Echo的客户端和服务器端 15
实验2.5 SOCKET编程实现聊天程序 15
实验2.6 SOCKET编程实现mini FTP Client/ Server程序 15
附录1 参考程序 16
附录2 网络编程接口WinSock API 19
实验三：模拟环境下的路由器配置 26
3.1 [Boson Router Simulator 4.3安装及注册] 26
3.2 [Boson Router Simulator启动及使用] 32
3.3 实验习题 36
七、实验重要仪器名称 42
八、课程设计交付成果说明 42

一、实验指导书的选用范围
课程名称：计算机网络原理
所属专业：计算机科学与技术、信息与计算科学
领域方向：网络编程，网络管理，网络安全等相关方向
参考学时：课内12学时，课外12学时以上
合用学生：计算机及相关专业的本科生
先修课规定：《通信原理基础》、《数据结构》、《 面向对象程序设计C++》、《计算机组成原理》等

实验成绩占总成绩：20 %
大纲依据：课程指导委员会指导意见

二、计算机网络技术课程简介
本课程是计算机科学与技术专业必修课。课程教学目的是立足于介绍本方向的基本概念、技术和方法，为使学生能追踪网络技术最新发展而奠定基础。通过网络实验，规定学生掌握网络技术的发展规律，掌握网络技术的基本概念、基本原理和基本技术等知识，可以编写网络软件、设计一般的网络并能分析网络的性能及解决网络中的问题。
本实验课分为验证性实验和综合性实验。

三、实验的地位、作用和目的及学生能力标准
计算机网络技术实验是计算机专业的必修课程《计算机网络技术》的重要组成部分。
通过实验，可以填补课堂理论教学中的局限性，增强学生对所学知识的感性结识；掌握网络操作的一般知识；深化理论知识，使理论与实践结合起来；培养学生设计实验方案的能力和运用所学知识解决实际问题的能力。
规定学生掌握网络技术的发展规律，掌握网络技术的基本概念、基本原理和基本技术等知识，可以编写网络软件、设计一般的网络并能分析网络的性能及解决网络中的问题。

四、实验方式与基本规定
1、实验开始前，指导教师要讲解实验过程和注意事项。
2、实验分为学生独立完毕实验以及小组完毕实验两种。
3、实验过程中要具体记录实验过程和结果。
4、在实验结束后一周之内完毕实验报告。小组实验的，要注明每个人的分工。实验报告按照统一规定填写。

五、考核方式与实验报告规定
实验考核从两方面评估每次的实验成绩：实验操作完毕情况和实验报告书写质量。
实验操作情况：指导教师根据学生的实验准备情况、实验情况、源程序质量、回答问题情况、实验纪律等方面给分。
实验报告书写：学生在实验后的一周内提交打印好的实验报告。教师根据实验报告质量评估成绩。
3
实验总成绩=1/3（∑ 第i次实验成绩）
i=1

六、实验项目
实验一：验证常用网络命令
[实验目的]：
熟悉windows下的一些网络命令的功能和使用方法。进而能用这些命令察看网络的状况并解决网络中的一些问题。掌握收发邮件的命令。
[实验规定]：
1、请尝试以下一些windows下的网络命令，记录实验的过程、结果以及碰到的问题及解决方法。
2、telnet收发电子邮件。
[实验过程]：
实验1.1 验证常用的网络命令
实验内容

⑴　ARP:
显示和修改IP地址与物理地址之间的转换表
ARP -s inet_addr eth_addr [if_addr]
ARP -d inet_addr [if_addr]
ARP -a [inet_addr] [-N if_addr]
-a 显示当前的ARP信息，可以指定网络地址
-g 跟 -a同样.
-d 删除由inet_addr指定的主机.可以使用* 来删除所有主机.
-s 添加主机，并将网络地址跟物理地址相相应，这一项是永久生效的。
eth_addr 物理地址.
if_addr If present, this specifies the Internet address of the
interface whose address translation table should be modified.
If not present, the first applicable interface will be used.
例子：
C:\>arp –a （显示当前所有的表项）
Interface: 10.111.142.71 on Interface 0x1000003
Internet Address Physical Address Type
10.111.142.1 00-01-f4-0c-8e-3b dynamic //物理地址一般为48位即6个字节
10.111.142.112 52-54-ab-21-6a-0e dynamic
10.111.142.253 52-54-ab-1b-6b-0a dynamic
C:\>arp -a 10.111.142.71（只显示其中一项）
No ARP Entries Found

C:\>arp -a 10.111.142.1（只显示其中一项）
Interface: 10.111.142.71 on Interface 0x1000003
Internet Address Physical Address Type
10.111.142.1 00-01-f4-0c-8e-3b dynamic
C:\>arp -s 157.55.85.212 00-aa-00-62-c6-09 添加，可以再打入arp –a 验证是否已经加入.

⑵　ftp
文献传输命令
该命令只有在安装了 TCP/IP 协议之后才可用。Ftp 是一种服务，一旦启动，将创建在其中可以使用 ftp 命令的子环境，通过键入 quit 子命令可以从子环境返回到 Windows 2023 命令提醒符。当 ftp 子环境运营时，它由 ftp 命令提醒符代表。
ftp [-v] [-n] [-i] [-d] [-g] [-s:filename] [-a] [-w:windowsize] [computer]
参数
-v 严禁显示远程服务器响应。
-n 严禁自动登录到初始连接。
-I 多个文献传送时关闭交互提醒。
-d 启用调试、显示在客户端和服务器之间传递的所有 ftp 命令。
-g 禁用文献名组，它允许在本地文献和途径名中使用通配符字符（* 和 ?）。（请参阅联机“命令参考”中的 glob 命令。）
-s: filename指定包含 ftp 命令的文本文献；当 ftp 启动后，这些命令将自动运营。该参数中不允许有空格。使用该开关而不是重定向 (>)。
-a 在捆绑数据连接时使用任何本地接口。
-w:windowsize 替代默认大小为 4096 的传送缓冲区。
Computer 指定要连接到远程计算机的计算机名或 IP 地址。假如指定，计算机必须是行的最后一个参数。
下面是一些常用命令：
！： 从ftp子系统退出到系统外壳
？：显示ftp说明，跟help同样
append: 添加文献，格式为：append 本地文献 远程文献
cd： 更换远程目录
lcd： 更换本地目录，若无参数，将显示当前目录
open：与指定的ftp服务器连接 open computer [port]
close：结束与远程服务器的 FTP 会话并返回命令解释程序
bye：结束与远程计算机的 FTP 会话并退出 ftp
dir： 结束与远程计算机的 FTP 会话并退出 ftp
get 和 recv：使用当前文献转换类型将远程文献复制到本地计算机 get remote-file [local-file]
send 和 put：上传文献：send local-file [remote-file]
其它命令请参考帮助文献。
例子：
C:\>ftp
ftp> open
Connected to .
220 ProFTPD 1.2.0pre9 Server (浙江大学自由软件服务器) []
User (:(none)): anonymous
331 Anonymous login ok, send your complete e-mail address as password.
Password:
230 Anonymous access granted, restrictions apply.
ftp> dir //查看本目录下的内容：
…
ftp> cd pub //切换目录
250 CWD command successful.
ftp> dir
200 PORT command successful.
150 Opening ASCII mode data connection for file list.
…
ftp> cd microsoft
250 CWD command successful.
ftp> dir
200 PORT command successful.
150 Opening ASCII mode data connection for file list.
-rw-r--r-- 1 ftp ftp 288632 Dec 8 1999 chargeni.exe
226 Transfer complete.
ftp: 69 bytes received in 0.01Seconds 6.90Kbytes/sec.
ftp> lcd e:\ //本地目录切换
Local directory now E:\.
ftp> get chargeni.exe //下载文献
200 PORT command successful.
150 Opening ASCII mode data connection for chargeni.exe (288632 bytes).
226 Transfer complete.
ftp: 289739 bytes received in 0.36Seconds 802.60Kbytes/sec.
ftp> bye //离开
221 Goodbye.

⑶　Ipconfig
该诊断命令显示所有当前的 TCP/IP 网络配置值。该命令在运营 DHCP 系统上的特殊用途，允许用户决定 DHCP 配置的 TCP/IP 配置值。
ipconfig [/? | /all | /release [adapter] | /renew [adapter]
| /flushdns | /registerdns
| /showclassid adapter
| /setclassid adapter [classidtoset] ]
/all 产生完整显示。在没有该开关的情况下 ipconfig 只显示 IP 地址、子网掩码和每个网卡的默认网关值。
例如：
C:\>ipconfig
Windows 2023 IP Configuration
Ethernet adapter 本地连接:
Connection-specific DNS Suffix . :
IP Address. . . . . . . . . . . . : 10.111.142.71 //IP地址
Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0 //子网掩码
Default Gateway . . . . . . . . . : 10.111.142.1 //缺省网关
C:\>ipconfig /displaydns //显示本机上的DNS域名解析列表
C:\>ipconfig /flushdns //删除本机上的DNS域名解析列表

⑷ Nbtstat
该诊断命令使用 NBT（TCP/IP 上的 NetBIOS）显示协议记录和当前 TCP/IP 连接。该命令只有在安装了 TCP/IP 协议之后才可用。
nbtstat [-a remotename] [-A IP address] [-c] [-n] [-R] [-r] [-S] [-s] [interval]

参数
-a remotename 使用远程计算机的名称列出其名称表。
-A IP address 使用远程计算机的 IP 地址并列出名称表。
-c 给定每个名称的 IP 地址并列出 NetBIOS 名称缓存的内容。
-n 列出本地 NetBIOS 名称。“已注册”表白该名称已被广播 (Bnode) 或者 WINS（其他节点类型）注册。
-R 清除 NetBIOS 名称缓存中的所有名称后，重新装入 Lmhosts 文献。
-r 列出 Windows 网络名称解析的名称解析记录。在配置使用 WINS 的 Windows 2023 计算机上，此选项返回要通过广播或 WINS 来解析和注册的名称数。
-S 显示客户端和服务器会话，只通过 IP 地址列出远程计算机。
-s 显示客户端和服务器会话。尝试将远程计算机 IP 地址转换成使用主机文献的名称。
interval重新显示选中的记录，在每个显示之间暂停 interval 秒。按 CTRL+C 停止重新显示记录信息。假如省略该参数，nbtstat 打印一次当前的配置信息。
例子：
C:\>nbtstat –A 周边主机的ip地址
C:\>nbtstat –c
C:\>nbtstat –n
C:\>nbtstat -S
本地连接:
Node IpAddress: [10.111.142.71] Scope Id: []
NetBIOS Connection Table
Local Name State In/Out Remote Host Input Output
JJY <03> Listening
此外可以加上间隔时间，以秒为单位

⑸ net：
许多 Windows 2023 网络命令都以词 net 开头。这些 net 命令有一些公用属性：
键入 net /? 可以看到所有可用的 net 命令的列表。
键入 net help command，可以在命令行获得 net 命令的语法帮助。例如，关于 net accounts 命令的帮助信息，请键入 net help accounts。
所有 net 命令都接受 /yes 和 /no 选项（可以缩写为 /y 和 /n）。/y 选项向命令产生的任何交互式提醒自动回答“是”，而 /n 回答“否”。例如，net stop server 通常提醒您确认要停止基于“服务器”服务的所有服务；而 net stop server /y 对该提醒自动回答“是”，然后“服务器”服务关闭。
例如：
Net send：（也许许多人已经用过，或者感到厌烦，索性把服务给关了）
将消息发送到网络上的其他用户、计算机或消息名。必须运营信使服务以接受邮件。
net send {name | * | /domain[:name] | /usersmessage}
Net stop：停止 Windows 2023 网络服务。
net stop service
例如：C:\>net stop messenger
Messenger 服务正在停止.
Messenger 服务已成功停止。
此时再打入net send 本机名 消息，就没用了；相应的，要打开这个服务，只需把stop改为start，就可以了。
Net start FTP Publishing Service
启动 FTP 发布服务。该命令只有在安装了 Internet 信息服务后才可用。
net start "ftp publishing service"
类似的命令有很多，请参考帮助文献。

⑹ Netstat
显示协议记录和当前的 TCP/IP 网络连接。该命令只有在安装了 TCP/IP 协议后才可以使用。
netstat [-a] [-e] [-n] [-s] [-p protocol] [-r] [interval]
参数
-a 显示所有连接和侦听端口。服务器连接通常不显示。
-e 显示以太网记录。该参数可以与 -s 选项结合使用。
-n 以数字格式显示地址和端标语（而不是尝试查找名称）。
-s 显示每个协议的记录。默认情况下，显示 TCP、UDP、ICMP 和 IP 的记录。-p 选项可以用来指定默认的子集。
-p protocol 显示由 protocol 指定的协议的连接；protocol 可以是 tcp 或 udp。假如与 -s 选项一同使用显示每个协议的记录，protocol 可以是 tcp、udp、icmp 或 ip。
-r 显示路由表的内容。
Interval 重新显示所选的记录，在每次显示之间暂停 interval 秒。按 CTRL+B 停止重新显示记录。假如省略该参数，netstat 将打印一次当前的配置信息。
例如：
C:\>netstat -as
IP Statistics
Packets Received = 256325
…
ICMP Statistics
Received Sent
Messages 16 68
…
TCP Statistics
…
Segments Received = 41828
UDP Statistics
Datagrams Received = 82401
…
⑺ Ping
验证与远程计算机的连接。该命令只有在安装了 TCP/IP 协议后才可以使用。

ping [-t] [-a] [-n count] [-l length] [-f] [-i ttl] [-v tos] [-r count] [-s count] [[-j computer-list] | [-k computer-list]] [-w timeout] destination-list

参数
-t Ping 指定的计算机直到中断。
-a 将地址解析为计算机名。
-n count 发送 count 指定的 ECHO 数据包数。默认值为 4。
-l length 发送包含由 length 指定的数据量的 ECHO 数据包。默认为 32 字节；最大值是 65,527。
-f 在数据包中发送“不要分段”标志。数据包就不会被路由上的网关分段。
-i ttl将“生存时间”字段设立为 ttl 指定的值。
-v tos 将“服务类型”字段设立为 tos 指定的值。
-r count 在“记录路由”字段中记录传出和返回数据包的路由。count 可以指定最少 1 台，最多 9 台计算机。
-s count 指定 count 指定的跃点数的时间戳。
-j computer-list 运用 computer-list 指定的计算机列表路由数据包。连续计算机可以被中间网关分隔（路由稀疏源）IP 允许的最大数量为 9。
-k computer-list 运用 computer-list 指定的计算机列表路由数据包。连续计算机不能被中间网关分隔（路由严格源）IP 允许的最大数量为 9。
-w timeout 指定超时间隔，单位为毫秒。
destination-list 指定要 ping 的远程计算机。
较一般的用法是 ping –t
例如：
C:\>ping
Pinging [10.10.2.21] with 32 bytes of data:
Reply from 10.10.2.21: bytes=32 time=10ms TTL=253
Reply from 10.10.2.21: bytes=32 time<10ms TTL=253
Reply from 10.10.2.21: bytes=32 time<10ms TTL=253
Reply from 10.10.2.21: bytes=32 time<10ms TTL=253
Ping statistics for 10.10.2.21:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 10ms, Average = 2ms

⑻ Route
控制网络路由表。该命令只有在安装了 TCP/IP 协议后才可以使用。
route [-f] [-p] [command [destination] [mask subnetmask] [gateway] [metric costmetric]]
参数
-f 清除所有网关入口的路由表。假如该参数与某个命令组合使用，路由表将在运营命令前清除。
-p 该参数与 add 命令一起使用时，将使路由在系统引导程序之间持久存在。默认情况下，系统重新启动时不保存路由。与 print 命令一起使用时，显示已注册的持久路由列表。忽略其他所有总是影响相应持久路由的命令。
Command 指定下列的一个命令。
命令 目的
print 打印路由
add 添加路由
delete 删除路由
change 更改现存路由

destination 指定发送 command 的计算机。
mask subnetmask 指定与该路由条目关联的子网掩码。假如没有指定，将使用 255.255.255.255。
gateway 指定网关。
metric costmetric 指派整数跃点数（从 1 到 9999）在计算最快速、最可靠和（或）最便宜的路由时使用。

例如：本机ip为10.111.142.71，缺省网关是10.111.142.1，假设此网段上另有一网关10.111.142.254，现在想添加一项路由，使得当访问10.13.0.0子网络时通过这一个网关，那么可以加入如下命令：
C:\>route add 10.13.0.0 mask 255.255.0.0 10.111.142.1
C:\>route print （键入此命令查看路由表，看是否已经添加了）
C:\>route delete 10.13.0.0
C:\>route print (此时可以看见已经没了添加的项)

⑼ Telnet
虚拟终端命令
在命令行键入telnet，将进入telnet模式。键入help，可以看到一些常用命令。
Microsoft Telnet> help
指令也许缩写了。支持的指令为:
close 关闭当前连接
display 显示操作参数
open 连接到一个站点
quit 退出 telnet
set 设立选项 (要列表，请键入 'set ?' )
status 打印状态信息
unset 解除设立选项 (要列表，请键入 'unset ?' )
?/help 打印帮助信息

可以键入display命令来查看当前配置：
C:\telnet
Microsoft Telnet> display
Escape 字符为 'CTRL+]'
WILL AUTH (NTLM 身份验证)
关闭 LOCAL_ECHO
发送 CR 和 LF
WILL TERM TYPE

优选的类型为 ANSI
协商的规则类型为 ANSI
可以使用set命令来设立环境变量，如：
Microsoft Telnet> set local_echo on
NTLM 打开 NTLM 身份验证。
LOCAL_ECHO 打开 LOCAL_ECHO。
TERM x (x 表达 ANSI, VT100, VT52 或 VTNT)
CODESET x (x 表达 Shift JIS,
Japanese EUC,
JIS Kanji,
JIS Kanji(78),
DEC Kanji 或
NEC Kanji)
CRLF 发送 CR 和 LF
例如：假设主机10.111.142.71打开了telnet服务
Microsoft Telnet> open 10.111.142.71
正在连接到10.111.142.71...
您将要发送密码信息到 Internet 区域中的远程计算机。这也许不安全。是否还要发送(y/n
): y （不同系统会有区别）
上面曾说明了Escape 字符为 'CTRL+]'，所以键入这个字符就可以切换到外面，再按下单独的Enter键又可以回去。
Microsoft Telnet> status
已连接到 10.111.142.71
协商的规则类型为 ANSI

⑽ Tracert
该诊断实用程序将包含不同生存时间 (TTL) 值的 Internet 控制消息协议 (ICMP) 回显数据包发送到目的，以决定到达目的采用的路由。要在转发数据包上的 TTL 之前至少递减 1，必需途径上的每个路由器，所以 TTL 是有效的跃点计数。数据包上的 TTL 到达 0 时，路由器应当将“ICMP 已超时”的消息发送回源系统。Tracert 先发送 TTL 为 1 的回显数据包,并在随后的每次发送过程将 TTL 递增 1，直到目的响应或 TTL 达成最大值，从而拟定路由。路由通过检查中级路由器发送回的“ICMP 已超时”的消息来拟定路由。但是，有些路由器悄悄地下传包含过期 TTL 值的数据包，而 tracert 看不到。

tracert [-d] [-h maximum_hops] [-j computer-list] [-w timeout] target_name
参数
/d 指定不将地址解析为计算机名。
-h maximum_hops 指定搜索目的的最大跃点数。
-j computer-list 指定沿 computer-list 的稀疏源路由。
-w timeout 每次应答等待 timeout 指定的微秒数。
target_name 目的计算机的名称。

最简朴的一种用法如下：
C:\>tracert

Tracing route to [10.10.2.21]
over a maximum of 30 hops:
1 <10 ms <10 ms <10 ms 10.111.136.1
2 <10 ms <10 ms <10 ms 10.0.0.10
3 <10 ms <10 ms <10 ms 10.10.2.21
Trace complete.

实验1.2 用telnet方式收发邮件
{举例}：
telnet 25 //连接smtp服务器.端口是25 
220 SMTP Server of AIMC 2.9.5.1; Mon, 25 Jun 2023 
12:41:51 +0800//服务器返回的信息 
l HELO 
250 , unknown.host<61.138.26.124> okay. 
MAIL FROM: //告诉服务器发件人的Email地址 
250 <>, sender ok. 
RCPT TO: //告诉服务器收件人的地址. 
250 User not local, will forward to <>.//OK!
下面开始写信了~~ 
DATA //告诉服务器我们要开始写信了
SUBJECT:HELLO //subject后面填写的是邮件的主题.假如不需要主题可
以直接输入内容. 
Hi: 
How are you? 
. //换行后输入.(dot)后按回车,表达信件内容书写完毕. 
250 Requested mail action okay, completed. 
QUIT //发送信件，结束对话，退出SMTP服务器.假如想取消发送可以用RSET命令. 
221 closing connection.

下面用POP服务器收刚才发送的Email. 

telnet 110 //还是要先连接.端口110 
+OK incore system mail POP3 Server ready 
user stonegong //告诉服务器你的用户名 
+OK core mail 
pass ********* //这里的****代表你的密码.你输入的时候会明文显示.
+OK 1 message(s) [457 byte(s)] //看到信了吗? 
list //查看信件列表. 
+OK 1 457 
1 457 
. //第一个475是所有邮件的总字节数,1后面的那个是第一封邮件的字节数.由于只有一封,所以相等了. 
retr 1 //返回第一封信的所有内容. 
+OK 457 octets 
Received: from (unknown [61.140.60.248]) 
by (Postfix) with SMTP id E578D1CED4CAC 
for <>; Mon, 25 Jun 2023 12:49:17 +0800 
(CST) 
Received: from unknown.host([61.138.26.124]) by (AIMC 
2.9.5.1) 
with SMTP id jma3b36f1fc; Mon, 25 Jun 2023 12:43:27 +0800 
subject:HELLO 
hi: 
How are you? 
Message-Id: <> 
Date: Mon, 25 Jun 2023 12:49:17 +0800 (CST) 
From:  
. //刚才发的那封~ 
dele 1 //删除邮件. 
+OK core mail 
list 
+OK 0 0 
. //这时邮件并没有完全删除,要等到退出后在完全删除
//假如现在想恢复可以用REST n命令,n表达Email的编号. 
Quit //退出. 
+OK core mail 

假如上面有哪些命令你没有理解也可以看看下面这份命令详解.
先看SMTP服务器的. 

HELO：<地址> 
运用HELO命令可以告诉SMTP服务器你的地址，<地址>一般为你的E－mail地址@后面的部分。若你的电 子邮件地址为： ，则<地址>就为(我就什么也没输入.也可以的) 
MAIL FROM：<发件人Email地址> 
运用MAIL FROM命令输入收信者回复你时可用的电子邮件地址，一般为你的电子信箱地址，但也可以是符合邮件地址格式的任意字符。 
RCPT TO：<收信人的E－mail地址> 
RCPT TO命令规定你输入收信人的电子邮件地址，可以用多个RCPT TO命令将邮件同时发送给多个收信 人。 
VRFY：<某个Email地址> 
VRFY命令将验证其后的电子邮件地址的对的性。一般可先运用VRFY命令对电子邮件地址进行校验，再运用RCPT TO命令将邮件发送到该地址。
l DATA 
键入DATA后回车，即可开始输入邮件内容。假如在首行输入Subject：<主题内容