2022春计算机网络实验指导书(计算机专业).pdf
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1、 计算机网络实 验 指 导 书学院:信息与网络工程学院专业:计算机科学与技术适用班级:2019级适用时间:2021-2022第二学期XXXX学院二。二二年三月实验目录实验1 网线的制作.1实验2 计算机网络常用命令.6实验 3 PacketTrace 基本使用.1实验4 交换机配置.17实验5 VLAN基本配置.20实验6 VLAN主干道配置.25实验7路由器的基本配置.29实验8静态路由配置.32实验9 RIP路由协议配置.40实 验 10 单区域OSPF路由协议配置.45实 验 11 DHCP的配置.50实验1网线的制作一、实验目的1.掌握五类双绞线制作平行线和交叉线的方法、线序;2.掌握
2、测线仪的使用方法;二、实验任务平行线和交叉线的制作方法,线序及线序的原因;测线仪的使用方法;三、实验设备双绞线、RJ45、夹线钳若干、双绞线测试工具若干、双绞线若干、RJ45水晶接线头若干。四、实验环境实验分组进行,每组610人,每组网线若干,RJ-45接头若干,压线钳2 把,1 个测线仪五、实验步骤1、工具和线序标准介绍本节主要介绍目前局域网中使用最多的双绞线和RJ-45接口的制作过程。在制作工作开始之前,先来认识在制作过程中要用到的工具和线序标准。令 UTP-5双绞线图1 T非屏蔽双绞线UTP-5(5 类非屏蔽双绞线)是目前局域网中使用最为广泛的网线。它有八根铜质导线两两绞合在一起,每英寸
3、旋绞34次,绞合的目的是为了减少导线之间的电磁干扰,提高信号传输质量。导线的主体颜色分别为:橙、蓝、绿、棕。与橙色线绞合在一起的白线为橙白,与蓝色线绞合在一起的白线为蓝白,与绿色线绞合在一起的白线为绿白,与棕色线绞合在一起的白线为棕白。UTP-5的有效传输距离为100米/段,传输速率可达100Mbps o令 RJ-45压线钳 计算机网络实验指导书图1-2压线钳RJ-45压线钳有三处不同的功能,最前端是剥线口,它用来剥开双绞线外壳。中间是压制RJ-45头工具槽,这里可将RJ-45头与双绞线合成(将 RJ-45接头上的金属片压入线路中,让金属片穿过双绞线的塑料皮,从而和内部铜质导线接触)。离手柄最
4、近端是锋利的切线刀,此处可以用来切断双绞线。令RJ-45接 头(水晶头)图1-3 RJ-45接头由于RJ-45接头像水晶一样晶莹透明,所以也被俗称为水晶头,每条双绞线两头通过安装RJ-45水晶头来与网卡和集线器(或交换机)相连。每个水晶头的正面都有8 个铜质金属片,分别用于压入双绞线的8根导线的塑料皮,使之和内部铜质导线接触相连。令 网 线 护 套图1-4网线护套用于保护水晶头和网线的连接。令 测 线 仪图1-5测线仪用于测量RJ-45接口是否连通。2 计算机网络实验指导书令 国 际 标 准双绞线做法有两种国际标准:EIA/TIA568A和 EIA/TIA568B,而双绞线的连接方法也主要有两
5、种:直通线缆和交叉线缆。直通线缆的水晶头两端都遵循EIA/TIA 568A或 EIA/TIA 568B标准,双绞线的每组线在两端是 对应的,颜色相同的在两端水晶头的相应槽中保持一致。它主要用在交换机(或集线器)Uplink 口连接交换机(或集线器)普通端口或交换机普通端口连接计算机网卡上。交叉线缆的水晶头一端遵循EIA/TIA568A,而另一端则采用E1A/TIA568B标准,即 A 水晶头的1、2 对应 B 水晶头的3、6,而 A 水晶头的3、6 对应B 水晶头的1、2,它主要用在交换机(或集线器)普通端口连接到交换机(或集线器)普通端口或网卡连网卡上。表 1设备连接方式表计算机MDI路由器
6、MDI交换机MDIX交换机MDI集线器计算机MDI交叉交叉直连N/A直连路由器MDI交叉交叉直接N/A直连交换机MDIX直连直连交叉直连交叉交换机MDIN/AN/A直连交叉直连集线器直连直连交叉直连交叉表 2RJ-45 M D I接口引脚分配表引脚号10Base-T/100Base-TX10OOBase-T信号功能信号功能1Tx+发送数据BIDA+双向数据线A+2Tx-发送数据BIDA-双向数据线A-3Rx+接收数据BIDB+双向数据线B+4保留-BIDC+双向数据线C+5保留-BIDC-双向数据线C-6Rx-接收数据BIDB-双向数据线B-7保留-BIDD+双向数据线D+8保留-BIDD-双
7、向数据线D-表 3 RJ-45 M DI-X接口引脚分配引脚号10Base-T/100Base-TX1000Base-T信号功能信号功能1Rx+接收数据BIDB+双向数据线B+3 计算机网络实验指导书2Rx-接收数据BIDB-双向数据线B-3Tx+发送数据BIDA+双向数据线A+4保留-BIDD+双向数据线D+5保留-BIDD-双向数据线D-6Tx-发送数据BIDA-双向数据线A-7保留-BIDC+双向数据线C+8保留-BIDC-双向数据线C-提示:对比表2 和表3 可以看出100兆以太网端口只用到了 1236四根线,而 EIA568B标准中,1、2 为一对互绕在一起的线,3、4 为一对互绕在
8、一起的线,这样电流同向的线绕在一起可以有效减少电磁干扰达到比较高的传输速度。EIA568A和 EIA568B的线序恰好是1、2 和 3、6 反绕,因此两端都按EIA568B标准排列线序则是直连网线;一端按EIA568A标准,另一端按EIA568B标准排列线序则刚好是交叉网线。千兆以太网端口则使用全部8 条线以提高带宽,目前5 类和超5 类双绞线可以支持千兆速度。S 3橙 戴 白 蓝 绿 白 绿 棕 白 棕12345678日A/TIA 568B橙 白 橙 绿 白 蓝 蓝 白 绿 棕 臼 棕12543678 12345678K 0橙 黄 白 蓝 绿 白 绿 棕 白 棕正常线序12543678橙 白
9、 橙 绿 白 黄 蓝 白 绿 棕 白 棕EIA/TIA 568B宜通线(平行线)EIA/TIA 568B绿 白 绿 侵 白 蓝 蓝 白 橙 棕 白 棕EIAATIA 568A交叉线图1-6线序标准2网线制作过程下面以制作平行线为例,说明网线的制作方法,交叉线的制作参照上图中线序标准进行。制作平行线时,网线的两端均采用EIA/TIA568B标准进行,即线序颜色从左到右依次为:橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。制作过程如下:(1)剪线:利用压线钳的剪线刀口剪取适当长度的双绞线,然后在制作接口的一端套入网线护【提示】需要预留段网线,用于制作接口以及布线时各种原因造成的额外线路长度,预留长度视线
10、路长度而定,一般为2m3m 剥皮:用压线钳的剪线刀口将线头剪齐,再将线头放入剥线刀口,让线头触及挡板,稍微握紧压线钳慢慢旋转,让刀口划开双绞线的保护胶皮,拔下胶皮。(注意:剥与大拇指一样长就行了)4 计算机网络实验指导书1提示】压线钳挡位离剥线刀口长度通常恰好为水晶头长度,这样可以有效避免剥线过长或过短。剥线过长一则不美观,另一方面因网线不能被水晶头卡住,容易松动:剥线过短,因有网线的塑料包皮太厚,不能完全插到水晶头底部,造成水晶头插针不能与网线芯线完好接触,当然也不能制作成功了.(3)排序:剥除外层塑料包皮后,即可见到双绞线网线的4 对 8 条芯线,并且可以看到每对的颜色都不同。每对缠绕的两
11、根芯线是由一种染有相应颜色的芯线加上一条只染有少许相应颜色的白色相间芯线组成。四条全色芯线的颜色为:橙色、蓝色、绿色、棕色。每对线都是相互缠绕在一起的,制作网线时必须将4 个线对的8 条细导线一一拆开、理顺、捋直,然后按照规定的线序排列整齐。如制作E1A/TIA568B标准时,按照从左到右的线序颜色为:橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。(4)剪齐:把线尽量抻直(不要缠绕)、压平(不要重叠)、挤紧理顺(朝一个方向紧靠),然后用压线钳把线头剪平齐。这样,在双绞线插入水晶头后,每条线都能良好接触水晶头中的插针,避免接触不良。如果以前剥的皮过长,可以在这里将过长的细线剪短,保留的去掉外层绝缘皮的
12、部分约为14m m,这个长度正好能将各细导线插入到各自的线槽。如果该段留得过长,一来会由于线对不再互绞而增加串扰,二来会由于水晶头不能压住护套而可能导致电缆从水晶头中脱出,造成线路的接触不良甚至中断。(5)插入:一手以拇指和中指捏住水晶头,使有塑料弹片的一侧向下,针脚一方朝向远离自己的方向,并用食指抵住;另一手捏住双绞线外面的胶皮,缓缓用力将8 条导线同时沿RJ-45头内的8 个线槽插入,一直插到线槽的顶端。t 提示】为了确保线头完全进入,最好从接口前端观察8 条线头是否完全到位。如果没有完全推入可能会造成接口损坏.(6)压制:确认所有导线都到位,并透过水晶头检查一遍线序无误后,就可以用压线钳
13、制RJ-45水晶头了。将 RJ-45头从无牙的一侧推入压线钳夹槽后,用力握紧线钳(如果您的力气不够大,可以使用双手一起压),将突出在外面的针脚全部压入水晶并头内。t 提示】用力压下压线钳直到听到“咔嚓”声并确认无误后才能松开压线钳取出接口.(7)检测:在把水晶头的两端都做好后即可用网线测试仪进行测试,如果测试仪上8 个指示灯都依次为绿色闪过,证明网线制作成功。如果出现任何一个灯为红灯或黄灯,都证明存在断路或者接触不良现象,此时最好先对两端水晶头再用网线钳压一次,再测,如果故障依旧,再检查一下两端芯线的排列顺序是否一样,如果不一样,随剪掉一端重新按另一端芯线排列顺序制做水晶头。如果芯线顺序一样,
14、但测试仪在重测后仍显示红色灯或黄色灯,则表明其中肯定存在对应芯线接触不好。此时没办法了,只好先剪掉一端按另一端芯线顺序重做一个水晶头了,再测,如果故障消失,则不必重做另一端水晶头,否则还得把原来的另一端水晶头也剪掉重做。直到测试全为绿色指示灯闪过为止。对于制作的方法不同,测试仪上的指示灯亮的顺序也不同,如果是直通线测试仪上的灯应该是依次顺序的亮,如果做的是交叉线那测试仪的一段的闪亮顺序应该是 3、6、1、4、5、2、7、8。5 计算机网络实验指导书实验2计算机网络常用命令一、实验目的通过学习使用计算机中常用的网络命令掌握网络的检测和调试。二、实验任务常用的网络命令(ipconfig、ping、
15、n etstat、tracert、route arp 等)。三、实验设备集 线 器(HUB)一台,工作站PC三台,直连电缆三条。四、实验环境计算机网络实验室,工作站已经安装了必要的软件,能连接Internet.五、实验步骤以下命令在命令行模式下运行,点击程序-运行,输入C M D,回车进入命令行模式。1、网络参数查询命令:(1)IPConfig实用程序可用于显示当前的TCP/IP配置的设置值。这些信息一般用来检验人工配置的TCP/IP设置是否正确。但是,如果计算机和所在的局域网使用了动态主机配置协议(DHCP),这个程序所显示的信息将更加实用。这时,IPConfig可以了解自己的计算机是否成功
16、的租用到一个1P地址,如果租用到则可以了解它目前分配到的是什么地址。了解计算机当前的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。(2)IPConfig最常用的选项,ipconfig当使用IPConfig时不带任何参数选项,那么它为每个已经配置了的接口显示1P地址、子网掩码和缺省网关值。,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地址等),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
17、失效的日期。,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。如果我们输入ipconfig/release,那么所有接口的租用IP 地址便重新交付给DHCP服 务 器(归还IP 地址)。如果我们输入ipconfig/renew,那么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。请注意,大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。提示:如果使用的是Windows 9 5/9 8,那么应该使用winipcfg而不是ipconfig,因为它是一个图形用户界面,而且所显示的信息与ip
18、config相同,并且也提供发布和更新动态IP地址的选项。(3)实验报告要求 执行C:IPCONFIG和 C:IPCONFIG/A LL,并对记录执行结果在实验报告上并对结果进行分析。6 计算机网络 实 验 指 导 书2、网络测试命令:(1)Ping是个使用频率极高的实用程序,用于确定本地主机是否能与另一台主机交换数据报。根据返回的信息就可以推断TCP/IP参数是否设置得正确以及运行是否正常。需要注意的是:成功地与另一台主机进行一次或两次数据报交换并不表示TCP/IP配置就是正确的,必须执行大量的本地主机与远程主机的数据报交换,才能确信TCP/IP的正确性。简单的说,Ping就是一个测试程序,
19、如果Ping运行正确,大体上就可以排除网络访问层、网卡、Modem的输入输出线路、电缆和路由器等存在的故障,从而减小了问题的范围。但由于可以自定义所发数据报的大小及无休止的高速发送,Ping也被某些别有用心的人作为DDOS的工具,例如许多大型的网站就是被黑客利用数百台可以高速接入互联网的电脑连续发送大量Ping数据报而瘫痪的。按照缺省设置,Windows上运行的Ping命令发送4 个 ICMP回送请求,每个32字节数据,如果一切正常,应能得到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。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。Pi
20、ng还能显示TTL值,可以通过TTL值推算一下数据包已经通过了多少个路由器:源地点TTL起 始 值(就是比返回TTL略大的一个2 的乘方数)一返回时TTL值。例如,返回TTL值 为 1 1 9,那么可以推算数据报离开源地址的TTL起始值 为 1 2 8,而源地点到目标地点要通过9 个路由器网段(128-119);如果返回TTL值为246,TTL起始值就是2 5 6,源地点到目标地点要通过9 个路由器网段。(2)通过Ping检测网络故障的典型次序正常情况下,当使用Ping命令来查找问题所在或检验网络运行情况时,需要使用许多Ping命令,如果所有都运行正确,我们就可以相信基本的连通性和配置参数没有
21、问题;如果某些Ping命令出现运行故障,它也可以指明到何处去查找问题。下面就给出一个典型的检测次序及对应的可能故障:ping 127.0.0.1这 个 Ping命令被送到本地计算机的IP 软件,该命令永不退出该计算机。如果没有做到这一点,就表示 TCP/IP的安装或运行存在某些最基本的问题。,ping 本机 IP这个命令被送到本地计算机所配置的IP 地址,本机始终都应该对该Ping命令作出应答,如果没有,则表示本地配置或安装存在问题。出现此问题时,局域网用户请断开网络电缆,然后重新发送该命令。如果网线断开后本命令正确,则表示另一台计算机可能配置了相同的IP地址。,ping局域网内其他IP这个命
22、令应该离开我们的计算机,经过网卡及网络电缆到达其他计算机,再返回。收到回送应答表明本地网络中的网卡和载体运行正确。但如果收到0 个回送应答,那么表示子网掩码(进行子网分割时,将IP地址的网络部分与主机部分分开的代码)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如果收到4 个应答,表示成功的使用了缺省网关。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 localhost7 计算机网络实验指导书localhost是个作系统的网络保留名,它
23、是 127.0.0.1的别名,每台计算机都应该能够将该名字转换成该地址。如果没有做到这一带内,则表示主机文件(/Windows/host)中存在问题。,ping (如 )对这个域名执行Ping 地址,通常是通过D N S服务器。如果这里出现故障,贝 U 表示DNS服务器的IP 地址配置不正确或DNS服务器有故障(对于拨号上网用户,某 些 IS P 已经不需要设置DNS服务器了)。顺便说一句:也可以利用该命令实现域名对IP地址的转换功能。如果上面所列出的所有Ping命令都能正常运行,那么对自己的计算机进行本地和远程通信的功能基本上就可以放心了。但是,这些命令的成功并不表示所有的网络配置都没有问题
24、,例如,某些子网掩码错误就可能无法用这些方法检测到。(3).Ping命令的常用参数选项,ping/?这个命令可以显示详细参数列表。,ping IP-t连续对IP地址执行Ping命令,直到被用户以Ctrl+C中断。ping IP-1 300指定Ping命令中的数据长度为300字节,而不是缺省的32字节。,ping IP-n(4)实验报告要求用 p in g 命令测试你自己的主机与其他同学主机的连接情况,记录下测试的结果并分析。用 p in g 命令测试对网站的连接情况,记录下测试的结果并分析(注意TTL变化)。3、网络路由跟踪命令:tracert是路由跟踪实用程序,用于确定IP 数据报访问目标所
25、采取的路径。tracert命令用IP 生存时间(T T L)字段和ICMP错误消息来确定从一个主机到网络上其他主机的路由。(1)tracert的工作原理通过向目标发送不同IP 生存时间(T T L)值 的“Internet控制消息协议(ICMP)”回应数据包,tracert诊断程序确定到目标所采取的路由。要求路径上的每个路由器在转发数据包之前至少将数据包上的TTL递 减 1。数据包上的TTL减为0 时,路由器应该将“ICMP已超时”的消息发回源系统。tracert先发送TTL为 1 的回应数据包,并在随后的每次发送过程将TTL递 增 1,直到目标响应或TTL达到最大值,从而确定路由。通过检查中
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