因特网互联技术实验指导手册.doc

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E下载其最新版本。其主要特点是：1捕捉网络数据包网络分析系统首先依赖于一套捕捉网络数据包的函数库。这套函数库工作在网络分析系统模块的最底层。作用是从网卡取得数据包或者根据过滤规则取出数据包的子集，再转交给上层分析模块。从协议上说，这套函数库将一个数据包从链路层接收，至少将其还原至传输层以上，以供上层分析。Ethereal网络分析系统需要一个底层的抓包平台，在Linux中是采用Libpcap函数库抓包，在windows系统中采用winpcap函数库抓包。2. 层次化的数据包协议分析取得捕包函数捕回的数据包后需要进行协议分析和协议还原工作。由于OSI的7层协议模型，协议数据是从上到下封装后发送的。对于协议分析需要从下至上进行。首先对网络层的协议识别后进行组包还原然后脱去网络层协议头。将里面的数据交给传输层分析，这样一直进行下去直到应用层。由于网络协议遵从层次结构，Ethereal系统采用了协议树的方式。如果协议A的所有数据都是封装在协议B里的，那么这个协议A就是协议B是另外一个协议的儿子节点。将最低层的无结构数据流作为根接点。在Ethereal中注册一个协议解析器首先要指出它的父协议是什么。另外还要指出自己区别于父节点下的兄弟接点协议的特征。这个系统在协议解析上由了很强的扩展性，增加一个协议解析器只需要将解析函数挂到协议树的相应节点上即可。3. 基于插件技术的协议分析Ethereal由于采用插件技术，一个新加入开发的程序员开发一种新的协议分析模块的时候不需要了解所有的代码，他只需要写好这个协议模块的函数后，写一个格式为proto_reg_handoff_XXX的函数，在函数内调用注册函数告诉系统在什么时候需要调用这个协议模块。（四）Ethereal 使用界面在开启网络应用的环境下，从本地计算机启动Ethereal。要想捕获一个跟踪记录，我们从Capture菜单中用Capture Options(捕获选项)对话框来指定跟踪记录的各个方面，然后选择start即可开始抓包。如图2.1所示。图2.1 Ethereal使用界面Capture Options对话框界面说明如图2.2所示，其主要选项含义如下：图2.2 Ethereal 选项设置1Interface(接口)和Link-layer header type(链路层首部类型)Interface下拉菜单可以选择跟踪所用的接口。例如，如果机器同时拥有以太网接口和无线网络接口，你必须选择其中一个进行监测。链路层首部类型字段说明了Ethereal将如何解释该链路层的帧。这也与接口的类型有关。2Limit each packet to N bytes(将每个分组限制在N个字节内)Ethereal能够捕获整个分组数据和首部。如果不打算观察数据，那么可以只捕获首部以节省空间。为此，需要计算出感兴趣的首部的最大字节长度，然后使用该最大长度来捕获每个分组中的这一部分。3Capture packets in promiscuous mode(在混杂模式下捕获分组)如果你的计算机在一个共享网段上，诸如一个无线局域网或者一个以太网集线器上，那么网络接口将能探测到所有的分组，包括那些发到其他机器上的分组。但是，更多的情况是目的地为其他计算机的分组将被忽略掉。如果你的网络接口设置为“混杂模式”(promiscuous mode)，它将记录下所有的分组，包括那些并非发往你的机器的分组。要想把网络接口设置为混杂模式，需要对这台计算机具有管理员特权。4Capture filter（捕获过滤器）可以指定一个捕获过滤器(filter)来限制捕获的数据量。只有那些匹配过滤规则的分组才会被记录。5Capture file(s)(捕获文件)可以指定将捕获到的分组直接保存在一个文件里，而不是存于内存中。6Display Options（显示选项）Update list of packets in real time选项可选择观察实时更新的分组，如果要这样的话，你可以让显示屏自动滚动到最后捕获的分组。7Name resolution(名字解析)在任何可能的情况下，可以要求Ethereal把分组中不同的数字翻译成人们易读的名字。如启用MAC地址转换，Ethereal会将一部分地址转化为厂商的名称。启用网络地址转换，Ethereal会试图将一个网络地址转化成一个主机名，这要通过联系本地DNS服务器并要求转换来进行地址的转换，导致了附加的网络流量，而且会产生延迟结果。（五）实验步骤1 访问网址，这里有一个运行在以太网上的分组捕获与分析程序的共享软件版本。下载一份到你的本地计算机上。2 在网络上运行Ethereal应用程序，捕获100个分组并将结果存到一个文件中。3 在网络上让Ethereal运行一段时间，然后取得统计结果。你的网络上的分组中广播分组占多大的百分比？4 在网络上让Ethereal运行一段时间，列出Ethereal在你的网络上找到的分组类型。5 通信协议定义了通信实体为完成一个指定任务而使用的报文格式、报文内容和报文顺序。因特网中的协议栈包括四层：应用层、传输层、网络层和链路层。基于典型网络活动（如网页浏览、文件传输和收发电子邮件等操作）利用网络协议分析器获取的数据包，在各协议层中对每个分组进行分解，分离出数据包在应用层、传输层、网络层和链路层的首部，研究协议的分层结构。（六）实验课后思考题1在网络运行过程中，如果用户没有运行使用网络的应用程序（如qq，ie浏览器等），你认为主机这里能观测到什么其他类型的通信存在?（要同时考虑到有用的后台活动和可能的恶意活动。）2许多系统管理员都不允许用户在共享网络上运行类似Ethereal这样的程序。你认为这是为什么?3进行一个需要大量网络资源的操作(例如，通过HTTP或FTP下载一个大文件)并用ethereal跟踪这一活动。产生的跟踪文件是多大?这里有丢弃的分组吗?在捕获期间计算机会变得响应迟钝吗?实验三 常用网络命令（一）实验内容练习使用8个常用的网络命令，并通过这些工具发现或者验证网络中的故障。（二）实验目的了解ping、traceroute等常用网络工具的功能以及使用方法，并通过这些工具发现或者验证网络中的故障。（三）实验原理常见的网络命令包括Ping、 Ipconfig 或 WinIPCfg 、 Netstat、 Tracert、 Route 、 ARP 、 Nslookup、Telnet 。这些命令通过Windows Run窗口/ 命令提示符方式运行。1）Ping命令Ping是一个测试程序，用于确定本地主机是否能与另一台主机交换（发送与接收）数据报。如果Ping运行正确，就可以排除网络访问层、网卡、Modem的I/O线路、电缆和路由器等存在的故障。按缺省设置，运行Ping命令时发送4个ICMP（网间控制报文协议）“回送请求”，每个32字节数据；若正常应得到4个回送应答。 Ping能够以毫秒为单位显示发送“回送请求”到返回“回送应答”之间的时间量。如果应答时间短，表示数据报不必通过太多的路由器或网络连接，速度比较快。通过Ping检测网络故障的典型次序如下: ping 127.0.0.1：这个Ping命令被送到本地计算机的IP软件。如果出错，则表示TCP/IP的安装或运行存在某些最基本的问题。 ping 本机IP：这个命令被送到本计算机所配置的IP地址。如果出错，则表示本地配置或安装存在问题。 ping 局域网内其他IP：这个命令经过本地计算机的网卡及网络电缆到达其他计算机，再返回。如收到回送应答，表明本地网络的网卡和载体运行正确。但如果收到0个回送应答，表示子网掩码不正确或网卡配置错误或电缆系统有问题。ping 网关IP：这个命令如果应答正确，表示局域网中的网关路由器正在运行并能够作出应答。 ping 远程IP：如收到4个应答，表示成功使用了缺省网关。对于拨号上网用户则表示能够成功的访问Internet（但不排除ISP的DNS会有问题）。 ping ：对某个域名执行Ping命令，本地计算机必须先通过DNS 服务器将域名转换成IP地址。如果出现故障，则表示DNS服务器的IP地址配置不正确或DNS服务器有故障。利用该命令实现域名对IP地址的转换功能。Ping命令的常用参数选项包括：Ping IP Addresst 连续对IP地址执行Ping命令,直到被用户以Ctrl+C中断。Ping IP Address -l m 指定Ping命令中的数据长度为m字节,缺省为32字节Ping IP Address n 执行特定次数的Ping命令,缺省为4次。也可以通过Ping /？查询ping命令的详细参数用法，如图3.1所示。图3.1 ping命令使用参数查询2）IPconfig命令IPConfig 实用程序（ 和 WinIPCfg ）可用于显示当前的TCP/IP配置的设置值。这些值用来检验人工配置的TCP/IP设置是否正确。如果本地计算机和所在的局域网使用了动态主机配置协议，通过IPConfig可以了解计算机是否成功租用到一个IP地址，如果租用到则可以了解它目前分配到的是什么地址。了解计算机当前IP地址、子网掩码和缺省网关实际上是进行测试和故障分析的必要项目。IPconfig命令常见的使用选项如下：(1) ipconfig：当不带任何参数选项使用IPConfig时，它为每个已经配置了的接口显示IP地址、子网掩码和缺省网关值 (2) ipconfig /all：当使用all选项时，IPConfig能为DNS和WINS服务器显示它已配置且所要使用的附加信息(如IP地址)，并且显示内置于本地网卡中的物理地址（MAC）。如果IP地址是从DHCP服务器租用的，IPConfig将显示DHCP服务器的IP地址和租用地址预计失效的日期。(3) ipconfig /release和ipconfig /renew：这是两个附加选项，只能在向DHCP服务器租用其IP地址的计算机上起作用。如果输入ipconfig /release，所有接口的租用IP地址便重新交付给DHCP服务器（归还IP地址）。如果输入ipconfig /renew，本地计算机便设法与DHCP服务器取得联系，并租用一个IP地址。多数情况下网卡将被重新赋予和以前所赋予的相同的IP地址。3）Netstat命令Netstat 用于显示与 IP、TCP、UDP 和 ICMP 协议相关的统计数据，用于检验本机各端口网络连接情况。 Netstat的一些常用选项： (1) netstat s本选项能够按照各个协议分别显示其统计数据。(2) netstat e本选项用于显示关于以太网的统计数据。它列出的项目包括传送的数据报总字节数、错误数、删除数、数据报的数量和广播的数量。这个选项可以用来统计一些基本的网络流量）。 (3) netstat r本选项显示关于路由表的信息，类似于route print命令时看到的信息。除显示有效路由外，还显示当前有效的连接。 (4) netstat a本选项显示一个有效连接信息列表，包括已建立的连接（Eetablished），也包括监听连接请求（Listening）的那些连接。 (5) netstat n显示所有已建立的有效连接（包括在ICQ连接时查获对方的IP和端口）。4）Tracert命令Tracert命令可以用来跟踪数据报使用的路由(路径),并列出在所经过的每个路由器上所花的时间。因此, Tracert一般用来检测故障的位置。该实用程序跟踪的路径是源计算机到目的计算机的一条路径，但不能保证或认为数据报总遵循这个路径。Tracert用法是：只需在tracert后面跟一个IP地址或URL，Tracert会进行相应的域名转换。如： Tracert Tracert 192.168.12.55）route命令Route用来显示、人工添加和修改路由表项目。 大多数主机都驻留在只连接一台路由器的网段上。由于只有一台路由器，因此不存在使用哪一台路由器将数据报发表到远程计算机上去的问题，该路由器的IP地址可作为该网段上所有计算机的缺省网关来输入。 但是，当网络上拥有两个或多个路由器时，可能想让某些远程IP地址通过某个特定的路由器来传递，而其他的远程IP则通过另一个路由器来传递。 在这种情况下，必须人工将项目添加到路由器和主机上的路由表中。Route命令的使用选项如下：(1) route print 本命令用于显示路由表中当前项目。(2) route add 本命令可将路由项目添加给路由表。例如，如果要设定一个到目的网络209.98.32.33的路由，其间要经过5个路由器网段，首先要经过本地网络上的一个路由器（所接端口IP为202.96.123.5，子网掩码为255.255.255.224，则应该输入以下命令：route add 209.98.32.33 mask 255.255.255.224 202.96.123.5 metric 5 (3) route change 本命令用来修改数据的传输路由。但不能用本命令来改变数据的目的地。下例将数据的路由改到另一个路由器：route add 209.98.32.33 mask 255.255.255.224 202.96.123.250 metric 3 (4) route delete 本命令可以从路由表中删除路由。如：route delete 209.98.32.336）ARP命令ARP用于确定对应IP地址的网卡物理地址。ARP命令能够查看本地计算机或另一台计算机的ARP高速缓存中的当前内容。此外，使用ARP命令，也可以用人工方式输入静态的网卡物理/IP地址对。可使用这种方式为缺省网关和本地服务器等常用主机进行操作，有助于减少网络上的信息量。 ARP 常用命令选项： (1) arp -a或arp g 用于查看高速缓存中的所有项目(2) arp -a IP address如果有多个网卡，那么使用arp -a加上接口IP地址，就可以只显示与该接口相关的ARP缓存项目。 (3) arp -s IP address 物理地址 可以向ARP高速缓存中人工输入一个静态项目。该项目在计算机引导过程中将保持有效状态，或者在出现错误时，人工配置的物理地址将自动更新该项目。 (4) arp -d IP address 使用本命令能够人工删除一个静态项目。7) Nslookup命令nslookup命令的功能是查询一台机器的IP地址和其对应的域名,通常它能监测网络中DNS服务器是否能正确实现域名解析它,它的运行需要一台域名服务器来提供域名服务。如果用户已经设置好域名服务器，就可以用这个命令查看不同主机的IP地址对应的域名。 该命令的一般格式为：nslookup IP地址/域名 或直接进入nslookup模式再输入IP地址/域名。8）Telnet命令本命令用于远程登录主机。如：Telnet IP Address，或Telnet域名（四）实验步骤1）使用ping 命令，分别测试本地环回地址(127.0.0.1)，本机ip地址，局域网内其他IP地址，网关IP地址，远程IP地址，远程主机域名的连通性，并分别适用不同的-l , -n参数，保存实验截图。2）使用ipconfig命令以及携带/all , /release, /renew参数运行，保存实验截图。3）使用netstat命令并携带-s , -r, -e, -a, -n参数运行，观察试验结果并保存实验截图。4）使用Tracert命令跟踪一个远程地址或域名（比如210.39.3.164或）并记录运行结果保存实验截图。5）使用Route命令显示，增加，更改，删除本机上的路由，保存实验截图。6）使用ARP命令并携带-A ,-S，-D参数显示，增加，删除本机上的网卡物理/IP地址对，保存实验截图。7）使用NSLOOKUP命令查询一个你常用的域名所对应的IP地址，注意DNS服务器的地址。保存实验截图。8）进入TELNET模式，查询TELNET模式下可用的远程登录后对主机的访问命令。（通过？查询）（五）实验课后思考题当你的计算机出现网络故障后，你应该通过哪些网络命令的使用来排除是否出现网线故障，端口故障，主机网络配置故障，DNS服务器故障，中继路由器故障等问题。请形成一个分析网络故障的网络命令解决方案。实验四 交换机基本配置实验（一）实验内容掌握华为Quidway S3900以太网交换机的基本配置方法。（二）实验目的熟悉华为Quidway S3900以太网交换机的各种配置方法和配置管理命令的使用。（三）实验原理以太网交换机(SWITCH)是工作在数据链路层，以帧为单位向交换机端口进行数据转发，每个端口独享带宽且属于各自的冲突域的网络转发设备。华为Quidway S3900以太网交换机提供24个固定的10/100Base-T以太网端口及2个扩展模块插槽，支持1端口100Base-FX多模模块、1端口100Base-FX单模模块、1端口1000Base-SX模块、1端口1000Base-LX模块、1端口1000Base-T模块、1端口1000Base-ZX模块、1端口1000Base-LX GL模块和堆叠模块。以太网端口支持MDI/MDI-X自适应。在实验中，我们采用Quidway S3900以太网交换机来组建实验环境。具体实验环境如图所示：用Quidway S3900以太网交换机随机携带的标准Console线缆的水晶头一端插在交换机的Console口上，另一端的针接口插在PC机的COM口上。可以通过WINDOWS系统的超级终端命令登陆路由器，登陆过程如图4.1所示。程序附件通讯超级终端1图4.1 交换机登陆示意图登陆成功后，将进入用户视图示意符()。Quidway S3900以太网交换机提供了5种不同的视图，如图4.2所示。各种视图的含义见表4.1用户视图系统视图用户界面视图VLAN视图以太端口视图图4.2 交换机的5种视图视图功能提示符进入命令退出命令用户视图查看交换机的运行状态和统计信息，进行文件管理和系统管理与交换机建立连接即进入quit断开与交换机连接系统视图配置系统参数Quidway在用户视图下键入system-viewquit返回用户视图return返回用户视图以太网端口视图配置以太网端口参数Quidway-Ethernet0/1固定以太网端口视图：在系统视图下键入interface ethernet0/1quit返回系统视图return返回用户视图Quidway-Ethernet1/1扩展百兆以太网端口视图：在系统视图下键入interface ethernet 1/1VLAN视图配置VLAN参数Quidway-vlan1在系统视图下键入vlan 1quit返回系统视图return返回用户视图用户界面视图配置用户界面参数Quidway-ui-aux0在系统视图下键入user-interface auxquit返回系统视图return返回用户视图表4.1 5种视图状态的含义及相互转换任何视图下打入“？”可以获取该视图下所有命令及其简单描述。键入一命令，后接以空格分隔的“？”，如果该位置为关键字，则列出全部关键字及其简单描述。如果该位置为参数，则可以获取该命令的参数信息。可以通过display history-command查找交换机自动记录的最近条历史配置命令。可以通过language-mode chinese | english 来设置命令行接口的语言格式。（四）实验内容与步骤本次实验对交换机端口进行配置，S3900其端口从Ethernet1/0/1到Ethernet1/0/24。要配置以太网端口的相关特性参数，首先要进入以太网端口视图，然后对相关参数进行配置。以太网端口配置包括：l进入以太网端口视图l打开/关闭以太网端口l对以太网端口进行描述l设置以太网端口双工状态l设置以太网端口速率l设置以太网端口网线类型l设置以太网端口流量控制l设置以太网端口广播风暴抑制比l设置以太网端口最多可以学习的MAC地址数l设置锁定端口对应的MAC地址表的老化时间l设置以太网端口的链路类型l把当前以太网端口加入到指定VLANl设置以太网端口缺省VLAN IDl设置端口的VLAN过滤特性l设置以太网端口环回监测功能以太端口类型：PC以太网卡、交换机、路由器、集线器（HUB）的端口主要分为两种，MDI和MDI-X两种端口类型。MDI：介质相关接口MDI-X：介质非相关接口-路由器和PC以太网卡都属于MDI接口；集线器（HUB）、以太网交换机的端口属于MDI-X接口。端口工作模式参数：Half：表示端口工作在半双工模式；Full：表示端口工作在全双工模式；Auto：表示端口工作在自协商模式实验步骤如下：1. 进入以太网端口视图。命令格式如下：interface interface_type interface_num | interface_name 例如：2. 打开/关闭以太网端口：当端口的相关参数及协议配置好之后，可以使用undo shutdown命令打开端口；如果想使某端口不再转发数据，可以使用shutdown命令关闭端口。例如：3. 对以太网端口进行描述：可以使用description和undo description设置端口的描述字符串，以区分各个端口。4. 设置以太网端口双工状态当希望端口在发送数据包的同时可以接收数据包，可以将端口设置为全双工属性；当希望端口同一时刻只能发送数据包或接收数据包时，可以将端口设置为半双工属性；当设置端口为自协商状态时，端口的双工状态由本端口和对端端口自动协商而定。缺省情况下，端口的双工状态为auto（自协商）状态。通过duplex和undo duplex命令可以加以设置。5.设置以太网端口速率可以使用speed 10 | 100 | 1000 | auto命令对端口速率进行设置，当设置端口速率为自协商状态时，端口的速率由本端口和对端端口双方自动协商而定。Undo speed命令则取消设置。6设置以太网端口网线类型以太网端口的网线有平行网线及交叉网线，可以使用mdi across | auto | normal 命令对网线类型进行设置。Undo mdi命令取消设置。需要注意的是，该设置只对10/100Base-T、1000Base-T端口有效。对100Base-TX透明传输端口来说只支持mdi normal。缺省情况下，端口的网线类型为auto（自识别）型，即系统可以自动识别端口所连接的网线类型。7.设置以太网端口流量控制当本端和对端交换机都开启了流量控制功能后，如果本端交换机发生拥塞，它将向对端交换机发送消息，通知对端交换机暂时停止发送报文；而对端交换机在接收到该消息后将暂时停止向本端发送报文；反之亦然。从而避免了报文丢失现象的发生。可以使用flow-control命令和undo flow-control命令对以太网端口是否开启流量控制功能进行设置。8.设置以太网端口环回监测功能可以开启端口环回监测功能并设置定时监测端口外部环回情况的时间间隔，以定时监测各个端口是否被外部环回，如果发现某端口被环回，交换机会将该端口处于受控工作状态。命令如下：Loopback external/ internal:开启外环或内环测试Loopback-detection enable: 开启端口环回监测功能Loopback-detection interval-time time : 定时监测端口外部环回情况Undo上述命令则取消设置。9.以太网端口显示与调试通过display interface interface_type | interface_type| i interface_num | interface_name 命令显示端口信息；通过display port hybrid | trunk 显示Hybrid端口或Trunk端口.保存上述实验过程的截图，并放在实验报告中。实验五 交换机VLAN配置实验（一）实验内容掌握华为Quidway S3900系列中低端交换机VLAN配置方法（二）实验目的学会使用交换机命令配置华为Quidway S3900系列中低端交换机VLAN（三）实验原理VLAN（Virtual Local Area Network），是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的技术。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的IEEE 802.1Q协议标准草案。VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的广播域（或称虚拟LAN，即VLAN），每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机，由于VLAN是逻辑地而不是物理地划分，所以同一个VLAN内的各个计算机无须被放置在同一个物理空间里，即这些计算机不一定属于同一个物理LAN网段。VLAN的优势在于VLAN内部的广播和单播流量不会被转发到其它VLAN中，从而有助于控制网络流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络安全性。从交换机处理VLAN数据帧的不同，我们可以将交换机的端口分为两类：一类是只能传达标准以太网帧的端口，被称为Access端口；另一类是既可以传送有VLAN标签的数据帧也可以传送标准以太网帧的端口，称为Trunk端口。Access端口一般是指那些连接不支持VLAN技术的终端设备的端口，这些端口接收到的数据帧都不包含VLAN标签，而向外发送数据帧时，必须保证数据帧中不包含VALN标签。Trunk端口一般是指那些连接支持VLAN技术的网络设备（如交换机）的端口，这些端口接收到的数据帧一般包含VLAN标签（数据帧VLAN ID 和端口缺省VLAN ID相同除外），而向外发送数据帧时，必须保证接收端能够区分不同