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计算机网络——验证性实验
计算机网络——验证性实验
验证性实验
- 计算机网络——验证性实验
- 1.ipconfig
- 实作一
- 实作二
- 2.ping
- 实作一
- 实作二
- 3.tracert
- 实作一
- 实作二
- 4.ARP
- 实作一
- 实作二
- 实作三
- 5.DHCP
- 实作一
- 6stat
- 实作一
- 实作二
- 7.DNS
- 实作一
- 实作二
- 实作三
- 7.Cache
- 实作一
- 实作二
1.ipconfig
实作一
使用 ipconfig/all 查看自己计算机的网络配置，尽可能明白每行的意思，特别注意 IP 地址、子网掩码 Subnet Mask、网关 Gateway
ipconfig当其参数为/all时，它会显示所有适配器的完整 TCP/IP 配置。 适配器可表示物理接口（例如已安装的网络适配器）或逻辑接口（如拨号连接）。
物理地址就是Mac地址，根据IP地址可以看出版本号为4，且192.168.1.5为家里网络的地址（因疫情本学期没有返校），子网掩码为255.255.255.0，可以看出为/24。
实作二
使用 ipconfig/all 查看旁边的计算机网络配置，看看有什么异同？
由于疫情隔离在家身边没有电脑，观察连接手机热点的电脑的网络配置，配置如下：
和自己网络配置对比后可以看出我旁边的电脑与本机的差异：Mac地址不同，IPV4地址不同，子网掩码相同（/24和/24），网关不同，DNS服务器也不同,网络号也不同，我的网络号为192.168.1.0，我朋友的网络号为192.168.43.0。
问题：你的计算机可旁边的计算机是否处于同一子网？为什么？
我和我朋友的计算机不是处于同一网络，因为我的网络号是192.168.1.5，她的网络号是192.168.1.0，双方不处于同一网络下。
2.ping
实作一
测试到某计算机如 重庆交通大学WEB服务器的连通性，可以使用 ping www.cqjtu.edu 命令，也可直接使用 IP 地址。
检测发现连接畅通，其中返回的内容包括：字节数，时间以及TTL(Time To Live)。
TTL:指的是生存时间，该字段指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量。TTL是IPv4报头的一个8 bit字段。
实作二
使用 ping/? 命令了解该命令的各种选项并实际使用。
忘记Ping相关命令的使用可以查看此列表
3.tracert
实作一
要了解到某计算机如www.baidu中间经过了哪些结点（路由器）及其他状态，可使用tracert www.baidu命令，查看反馈的信息，了解结点的个数。
可通过网站，是哪个公司的，大致清楚本机到百度服务器之间的路径。
通过对于IP地址的分析我们可以大致知道：
第一个IP地址是内网地址，第二个是美国 艾奥瓦 的一个IP，然后第三、四个IP回到了中国 新疆 乌鲁木齐市 移动，第五个IP请求响应超时，第六个IP是中国移动的IP，第七个IP超时，第八、九个IP是中国 北京 北京市 移动的IP，然后10-13都是响应超时，最后一个同样也是中国 北京 北京市 移动的IP地址。
实作二
ping.ge这个网站可以探测从全球主要的ISP到某站点如，当然也包括个线路到该主机的路由情况，请使用浏览器访问.io进行了解。
问题：tracert 能告诉我们路径上的节点以及大致的延迟等信息，那么它背后的原理是什么？本问题可结合第二部分的 Wireshark 实验进行验证。
通过向目标发送不同IP生存时间 (TTL) 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。
问题：在以上两个实作中，如果你留意路径中的节点，你会发现无论是访问百度还是棋歌教学网，路径中的第一跳都是相同的，甚至你应该发现似乎前几个节点都是相同的，你的解释是什么？
它们经过了同一个网关。
问题：在追踪过程中，你可能会看到路径中某些节点显示为 * 号，这是发生了什么？
因为没有得到对应ip的回应，显示了响应时间超时
4.ARP
ARP(Adress Resolution Protocol)即地址解析协议，是用于根据给定网络层地址即IP地址，查找并得到其对应的数据链路层地址即MAC地址的协议。ARP协议定义在1982年的RFC 826
实作一
运行 arp -a 命令查看当前的 arp 缓存， 请留意缓存了些什么。
然后 ping 一下你旁边的计算机 IP（注意，需保证该计算机的 IP 没有出现在 arp 缓存中，或者使用 arp -d * 先删除全部缓存），再次查看缓存，你会发现一些改变，请作出解释。
可以看出缓存了接口地址、Mac地址、IP地址，以及为每个地址表明了动态或者静态属性
因为疫情隔离在家，没ping身边人的计算机，ping我室友的ping不通
实作二
请使用arp /?命令了解该命令的各种选项。
实作三
假设当前网关的 IP 地址是 192.168.0.1，MAC 地址是 5c-d9-98-f1-89-64，请使用 arp -s 192.168.0.1 5c-d9-98-f1-89-64 命令设置其为静态类型的。
报错，通过查找资料找到解决办法：
首先进入管理员模式，输入netsh i i show in 先找出当前的网卡idx号为15
后运行：netsh -c i i add neighbors “idx” “ip地址” “物理地址”
紧接着在输入"arp-a"查看arp缓存
、
可以看到我们已经成功将其改为了静态，并且物理地址也变了
输入netsh -c i i delete neighbors idx，就可以完全解出绑定，恢复网络了。
可以看到物理地址恢复了原样。
问题：在实作3中，为何缓存中常常有网关的信息？
缓存中是主机曾经访问过的记录，访问其他地址需要网关信息，因此缓存中会存在网关的信息。
问题：我们将网关或其他计算机的arp信息设置为静态有什么优缺点？
优点在于管理方便且可以有效防止局域网中的ARP欺骗。这是因为静态ARP不会被老化，也不会被动态ARP表项覆盖，可以保证网络通信的安全性。
缺点在于静态ARP仍然存在病毒攻击的危险。同时如果绑定错误ARP信息，修改麻烦。
5.DHCP
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）即动态主机配置协议，是一个用于 IP 网络的网络协议，位于 OSI 模型的应用层，使用 UDP 协议工作，主要有两个用途：
用于内部网或网络服务供应商自动分配 IP 地址给用户
用于内部网管理员对所有电脑作中央管理
简单的说，DHCP 可以让计算机自动获取/释放网络配置。
实作一
1、一般地，我们自动获取的网络配置信息包括：IP 地址、子网掩码、网关 IP 以及 DNS 服务器 IP 等。使用 ipconfig/release 命令释放自动获取的网络配置，并用 ipconfig/renew 命令重新获取，了解 DHCP 工作过程和原理。
使用 ipconfig/release 命令释放自动获取的网络配置，并用 ipconfig/renew 命令重新获取
问题：在Windows系统下，如果由于某种原因计算机不能获取DCHP服务器的配置数据，那么Windows会根据魔种算法自动配置为169.254.x.x这样的IP地址。显然，这样的IP以及相关的配置信息是不能让我们真正接入Internet的，为什么？既然不能接入Internet，那么Windows系统采用这样的方案有什么意义？
169.254.x.x是所谓的自动专用IP地址，此范围内的IP意味着计算机无法看到网络，使用DHCP的计算机需要有一个外部服务器告诉它要使用的 IP 地址。如果没有网络连接，计算机将无法与服务器通信。
意义：可以在169.254.x.x内的子网范围内进行通信，用于单链路的两个主机之间的链路本地地址，而没有另外指定IP地址。
6stat
无论是使用 TCP 还是 UDP，任何一个网络服务都与特定的端口（Port Number）关联在一起。因此，每个端口都对应于某个通信协议/服务。
netstat（Network Statistics）是在内核中访问网络连接状态及其相关信息的命令行程序，可以显示路由表、实际的网络连接和网络接口设备的状态信息，以及与 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服务运行状况。
实作一
Windows系统将一些常用的端口与服务记录在C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\services 文件中，请查看该文件了解常用的端口号分配
实作二
使用 netstat -an 命令，查看计算机当前的网络连接状况
有很多内容，这里截图没有截全
7.DNS
DNS（Domain Name System）即域名系统，是互联网的一项服务。它作为将域名和 IP 地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS 使用 TCP 和 UDP 的 53 号端口。
实作一
Windows系统将一些固定的或静态的DNS信息记录在C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts文件中，如我们常用的localhost就对应127.0.0.1，请查看该文件看看有什么记录在该文件中。
实作二
解析过的DNS记录将会被缓存，以利于加快解析速度，请使用ipconfig /displaydns 命令查看，我们也可以使用 ipconfig /flushdns 命令来清除所有的 DNS 缓存。
我的DNS缓存巨多，清空一下吧。
实作三
使用nslookup qige.io 命令，将使用默认的DNS服务器查询该域名。没办法科学上网，所以后面的就不尝试了。
使用nslookup qige.io 8.8.8.8，指定的全球服务器查询qige.io
问题：上面秘籍中我们提到了使用插件或自己修改hosts文件来屏蔽广告，思考一下这种方式为何能过滤广告？如果某些广告拦截失效，那么是什么原因？你应该怎样进行分析从而能够成功屏蔽它？
在文件中添加该广告链接，并且指定一个ip地址（通常为本机地址），因为hosts文件优先级是高于DNS服务器，这样浏览器解析该广告链接时，优先hosts文件，这样我们就相当于更改了该链接本来的ip地址，从而使该链接失效。
如果这样的方式无法屏蔽广告，一种可能是广告内容是嵌入到网页中的。可以通过浏览器按“F12”进入控制台分析网页数据，找到对应的广告链接然后然后再修改hosts文件实现精准屏蔽。
7.Cache
实作一
1、打开 Chrome 或 Firefox 浏览器，访问 ，接下来敲 F12 键 或 Ctrl + Shift + I 组合键打开开发者工具，选择 Network 面板后刷新页面，你会在开发者工具底部看到加载该页面花费的时间。请进一步查看哪些文件被 cache了，哪些没有。
如上图记录，可以看到刷新页面完成缓存是1.38s
实作二
接下来仍然在Network面板，选择Disable cache选项框，表示当前页面不使用cache，页面数据全部来自于Internet，刷新页面，再次在开发者工具底部查看加载该页面花费的时间。对比有cache时的加载速度差异。
可以看到在停用缓存后当前页面加载完成用时3.97秒，相比之前使用缓存下的情况整整慢了2.59秒。
由此可见，浏览器使用缓存机制可以大大加快网页访问速度，提高用户体验。
所以那些垃圾软件，每次都会清理你浏览器的缓存，很多时候你都会发现开启网页的速度反而变慢了，这些缓存根本就不是垃圾，更不要随便清理！真正应该被清理的，拖慢设备运行速度的反而是那些XX助手和XX卫士！！！
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