标签：课程设计 gt cout quot IP 计算机网络 lt addr
一、课程的目的和任务
本课程要求学生在"计算机网络原理"理论学习基础上，验证和加深对计算机网络概念的理解。通过本课程的实践，培养学生独立思考、综合分析和动手实践的能力。
通过本课程的学习，达到如下目标：
-
理解计算机网络体系结构和工作原理，掌握常用的网络命令，能够对命令的功能进行解释，分析命令执行结果，得到合理有效结论。
-
掌握Packet Tracer软件的操作方法，能够使用该软件模拟组网、配置交换机、路由器，能够按照实验方案实施仿真实验，采集和整理数据。
-
具备网络编程能力，能够设计抓包程序获取数据包，结合相关协议对数据包各个字段的含义进行分析、处理和解释，获取有效结论。
二、课程的基本内容和要求
2.1实验理论
-
常用网络命令的工作原理及协议
-
ARP的原理
-
ICMP协议及原理
-
telnet远程登录的原理
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IP报文格式及路由转发
-
以太网CSMA/CD协议原理
-
透明网桥、以太网交换机
-
虚拟局域网VLAN
-
路由器的作用、静态路由、动态路由
-
IP报文格式及IP协议
-
Socket网络编程
2.2实验内容
1.常用网络命令
①ipconfig命令
ipconfig命令显示当前所有的TCP/IP配置值、刷新动态主机配置协议（DHCP）和域名系统（DNS）设置。具体用法如下：
ipconfig [/allcompartments] [/? | /all |
/renew [adapter] | /release [adapter] |
/renew6 [adapter] | /release6 [adapter] |
/flushdns | /displaydns | /registerdns |
/showclassid adapter |
/setclassid adapter [classid] |
/showclassid6 adapter |
/setclassid6 adapter [classid] ]
下面选取ipconfig常用参数进行说明：
- /all
功能：显示所有适配器的完整TCP/IP配置信息。
运行结果：
- /renew [adapter]
功能：更新所有适配器（不带adapter参数），或特定适配器（带有adapter参数）的DHCP配置。
运行截图：
运行结果解释：因实验过程中计算机只有无线局域网连接，因此只有在无线局域网适配器上执行操作。
- //release[adapter]
功能：发送DHCPRELEASE消息到DHCP服务器，以释放所有适配器（不带adapter参数）或特定适配器（带有adapter参数）的当前DHCP配置并丢弃IP地址配置。
运行结果：
运行结果解释：跟/renew参数对比，可知ipv4地址、子网掩码、默认网关都被释放。（release命令只释放ipv4适配器，因此ipv6地址还存在）
因为释放IP地址，因此在运行/release参数后计算机出现无法上网的情况，重新运行/renew参数后恢复正常。
②ping命令
ping命令可以被用来检查网络是否连通。具体用法如下：
ping [-t] [-a] [-n count] [-l size] [-f] [-i TTL] [-v TOS]
[-r count] [-s count] [[-j host-list] | [-k host-list]]
[-w timeout] [-R] [-S srcaddr] [-c compartment] [-p]
[-4] [-6] target\_name
下面选取ping命令常用参数进行说明：
- 无参数（即ping target_name）
运行结果：
运行结果解释：因中国大陆无法使用Google和Wikipedia，因此ping请求找不到主机。
- -t
功能：对指定的计算机一直进行ping操作，直到从键盘按Ctrl+C组合键中断为止。
运行结果：
- -n count
功能：要发送的回显请求数。（默认四条）
运行结果：
运行结果解释：使用两次ping -n，第一次为10条，第二次为2条。结果如上。
③netstat命令
netstat命令用于显示与IP、TCP、UDP和ICMP协议相关的统计数据，一般用于检验本机各端口的网络连接情况。具体用大如下：
NETSTAT [-a] [-b] [-e] [-f] [-n] [-o] [-p proto] [-r] [-s] [-x] [-t] [interval]
下面选取netstat命令常用参数进行说明：
- -a
功能：显示一个所有的有效连接信息列表，包括已建立的连接（ESTABLISHED），也包括监听连接请求（LISTENING）的那些连接。
运行结果：
- 2）-e
功能：用于显示关于以太网的统计数据，包括传送的数据报的总字节数、错误数、删除数、数据报的数量和广播的数量。
运行结果：
- 3）-n
功能：以数字形式显示地址和端口号。
运行结果：
4）-t
功能：照各个协议分别显示其统计数据
运行结果：
④arp命令
arp命令用于显示和修改地址解析协议(ARP)使用的"IP 到物理"地址转换表。具体用法如下：
ARP -s inet_addr eth_addr [if_addr]
ARP -d inet_addr [if_addr]
ARP -a [inet_addr] [-N if_addr] [-v]
下面选取arp命令常用参数进行说明：
- 1）-a
功能：用于查看高速缓存中的所有项目。
运行结果：
- 2）-d
功能：删除ARP缓存列表。
运行结果：
运行结果解释：直接运行arp-d命令会跳出提示："ARP 项添加失败: 请求的操作需要提升"。后了解到需要使用管理员身份运行cmd才能使用arp-d命令。结果如上。
⑤tracert命令
tracert命令是跟踪路由路径的一个实用程序，用于确定数据报访问目标所经过的路径。具体用法如下：
tracert [-d] [-h maximum_hops] [-j host-list] [-w timeout]
[-R] [-S srcaddr] [-4] [-6] target\_name
下面选取tracert命令常用参数进行说明：
- 1）无参数
功能：路由追踪，返回从源到目标的路由情况。
运行结果：
运行结果解释：因为服务商对某些结点设置进制追踪，因此结果中有相当多的结点请求超时。
2）-d
功能：路由追踪，返回从源到目标的路由情况（与无参数相似），但不解析各路由器的名称，只返回路由器的IP地址。
运行结果：
运行结果解释：因为只返回IP地址，因此要比无参数运行速度快。
3）-h maximum_hops
功能：指定在搜索目标的路径中跃点的最大数，默认值为30。
运行结果：
⑥telnet命令
tnelnet命令常用于网页服务器的远程控制，可供使用者在本地主机运行远程主机上的工作，具体用法如下：
telnet [-a][-e escape char][-f log file][-l user][-t term][host [port]]
因为缺少真实可以被远程操作的主机，因此使用Cisco Packet Tracer软件模拟。使用PC机远程控制路由器：
- 2.交换机与路由器
①熟悉交换机命令、交换机初始化配置
如上图，初步熟悉交换机命令，并对交换机进行了初始化配置，建立了最为简单的拓扑结构。
②在交换机上实现VLAN配置
拓扑结构如下：
拓扑结构解释如下：
| VLAN1 | PC0 | 192.168.1.2 |
|---|---|---|
| PC5 | 192.168.1.7 | |
| VLAN2 | PC1 | 192.168.1.3 |
| PC4 | 192.168.1.6 | |
| VLAN3 | PC2 | 192.168.1.4 |
| PC3 | 192.168.1.5 |
配置交换机：
交换机VLAN配置如下：
使用PC0分别ping同组内的PC5与非同组PC4、PC2。以此来测试VLAN划分是否成功，结果如下：
③路由器配置相关命令
拓扑结构如下：
路由器配置如下：
PC通过ping和telnet命令验证路由器配置是否正确：
④静态路由配置
拓扑结构：
配置路由器1（其中转发表配置在第二张图）：
配置路由器2（其中转发表配置在第二张图）：
配置路由器3：
配置路由器4（其中转发表配置在第二张图）：
使用ping与tracert命令测试：
⑤静态路由配置
拓扑结构：
配置路由器1（其中RIP配置在第二章图片）：
配置路由器2（其中RIP配置在第二章图片）：
剩余三个路由器配置类似，在此不一一展示。
在PC0上使用tracert命令分别追踪到PC3与PC2的路径。结果如下：
通过分析追踪结果，可知RIP配置结果正确。
- 3.网络编程
网络编程部分由邵子睿与倪雨婷合作完成。
①运行结果（IP包头的各字段信息）
②使用软件及操作系统
编程软件：Visual Studio 2017
编程语言：c++
操作系统：Windows 10 家庭中文版
程序中需要使用到Ws2_32.dll库，以及socket编程中的旧函数，在vs中对项目属性设置如下：
③程序设计思想
通过socket编程捕获IP包，然后通过二进制计算解析捕获的IP包。程序中使用函数需要管理员身份运行才可使用，因此需要在编写完成后找到.exe文件运行。同时程序为了能方便截图运行结果，设置为捕获20个IP包后持续线程休眠。
④程序流程图
⑤程序源码及注释
#include<iostream>
#include<winsock2.h>
#include<windows.h>
#include<string.h>
#include<mstcpip.h>
#pragmacomment(lib,"Ws2_32.lib")
usingnamespace std;
structIP_HEAD
{
unsignedchar ver\_hlen;//版本和首部长度，总共占8字节
unsignedchar DS;//区分服务
unsignedshort PacketLen;//总长度
unsignedshort Identification;//标识
union {
unsignedchar Flag;//标识
unsignedchar FlagOf;//片偏移
};
unsignedchar TTL;//生存时间
unsignedchar Protocol;//协议
unsignedshort HeadCheckSum;//首部校验和
unsignedlong Src;//原地址,32位
unsignedlong Des;//目的地址
unsignedchar Options;//选项
};
int cnt;
void Decode(char *buf, intlen) {
int n = len;
if (n \>= sizeof(IP\_HEAD))
{
IP\_HEAD iphead;
iphead = \*(IP\_HEAD\*)buf;
cout \<\<"第"\<\< cnt++ \<\<"个IP包："\<\< endl;
cout \<\<"协议版本："\<\< (iphead.ver\_hlen \>\> 4) \<\< endl;//右移四位
cout \<\<"首部长度"\<\< ((iphead.ver\_hlen & 0x0f) \<\< 2) \<\< endl;
cout \<\<"区分服务：Priority："\<\< (iphead.DS \>\> 5) \<\<" Service："\<\< ((iphead.DS \>\> 1) & 0x0f) \<\< endl;
cout \<\<"总长度："\<\< ntohs(iphead.PacketLen) \<\< endl;//ntohs用于将网络字节序转为主机字节序
cout \<\<"标识："\<\< ntohs(iphead.Identification) \<\< endl;
cout \<\<"标志：DF="\<\< ((iphead.Flag \>\> 14) & 0x0F) \<\<" MF="\<\< ((iphead.Flag \>\> 13) & 0x0F) \<\< endl;
cout \<\<"片偏移："\<\< (iphead.FlagOf & 0x1fff) \<\< endl;
cout \<\<"生存周期："\<\< (int)iphead.TTL \<\< endl;
cout \<\<"协议："\<\< (int)iphead.Protocol \<\< endl;
cout \<\<"首部校验和："\<\< ntohs(iphead.HeadCheckSum) \<\< endl;
//inet\_ntoa用于将一个十进制网络字节序转换为点分十进制IP格式的字符串，in\_addr是一个结构体，可以用来表示一个32位的IPv4地址
cout \<\<"源地址："\<\< inet\_ntoa(\*(in\_addr\*)&iphead.Src) \<\< endl;
cout \<\<"目的地址："\<\< inet\_ntoa(\*(in\_addr\*)&iphead.Des) \<\< endl;
cout \<\<"================================================================="\<\< endl \<\< endl;
}
}
//::WSACleanup()的功能是终止Winsock 2 DLL (Ws2_32.dll) 的使用
void AutoWSACleanup() {
::WSACleanup();
}
int main() {
int n;
WSADATA wd;//用来存储被WSAStartup函数调用后返回的Windows Sockets数据
//调用2.2版Winsock
n = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wd);
if (n)
{
cout \<\<"WSAStartup函数错误！"\<\< endl;
return -1;
system("pasue");
}
atexit(AutoWSACleanup);//注册终止函数
//创建socket
SOCKET sock = socket(AF\_INET, SOCK\_RAW, IPPROTO\_IP);
if (sock == INVALID\_SOCKET) {
cout \<\< WSAGetLastError();
return 0;
}
//获取本机地址
char name[128];
if (gethostname(name, sizeof(name)) == -1) {
closesocket(sock);
cout \<\< WSAGetLastError();
return 0;
system("pasue");
}
structhostent\* pHostent;//记录主机的信息，包括主机名、别名、地址类型、地址长度和地址列表
pHostent = gethostbyname(name);
//绑定本地地址到SOCKET句柄
sockaddr\_in addr;
addr.sin\_family = AF\_INET;
addr.sin\_addr = \*(in\_addr\*)pHostent-\>h\_addr\_list[0]; //IP
addr.sin\_port = 8888; //端口
if (SOCKET\_ERROR == bind(sock, (sockaddr \*)&addr, sizeof(addr)))
{
closesocket(sock);
cout \<\< WSAGetLastError();
return 0;
system("pasue");
}
//设置该SOCKET为接收所有流经绑定的IP的网卡的所有数据，包括接收和发送的数据包
u\_long sioarg = 1;
DWORD wt = 0;
if (SOCKET\_ERROR == WSAIoctl(sock, SIO\_RCVALL, &sioarg, sizeof(sioarg), NULL, 0, &wt, NULL, NULL))
{
closesocket(sock);
cout \<\< WSAGetLastError();
return 0;
system("pasue");
}
//我们只需要接收数据，因此设置为阻塞IO，使用最简单的IO模型
u\_long bioarg = 0;
if (SOCKET\_ERROR == ioctlsocket(sock, FIONBIO, &bioarg))
{
closesocket(sock);
cout \<\< WSAGetLastError();
return 0;
system("pasue");
}
//开始接收数据
//因为前面已经设置为阻塞IO，recv在接收到数据前不会返回。
cnt = 1;
char buf[65535];
int len = 0;
do
{
len = recv(sock, buf, sizeof(buf), 0);
if (len \> 0)
{
Decode(buf, len);
}
} while (len \> 0 && cnt \<= 20);//只接受20个包
closesocket(sock);
while (1)
{
Sleep(3000);
}
system("pasue");
return 0;
}
- 参．课程设计总结体会
这次课程设计让我对网络命令的使用有了更深入的认识。任务二中的Cisco Packet Tracer让我对交换机配置、路由器配置、VLAN划分、静态和动态路由都有字全新的认识。任务三让我对socket编程有了初步的认识。总体上，这次课程设计让我收获颇丰。
szr712
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标签：课程设计,gt,cout,quot,IP,计算机网络,lt,addr 来源： https://blog.csdn.net/weixin_44318192/article/details/104069131
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