基于NS3的虚拟网络实验室构建及可视化实现

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4114914431.html,

作者：陈显涛金伟祖于志安

来源：《电脑知识与技术》2014年第01期

摘要：随着网络的发展，网络研究与实验也变得越来越复杂，但高校开展新颖网络实验

却举步艰难，特别是针对某些需要大量物理设备才能顺利进行的实验，因为许多普通高校无法提供足够的硬件资源。因此，网络虚拟实验的实现就十分必要。当前，网络仿真实验以及网络仿真软件已有一定的发展基础，但在线可视化的虚拟网络平台上依旧是一块空缺。本文采用Linux下流行的LAMP架构，使用HTML5、JavaScript、 Django和NS3等技术，开发了基于NS3的虚拟网络实验室构建及其在线可视化。

关键词：NS3；Python；Django；JavaScript；HTML5

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）01-0020-04

作为培养和提高学生动手实践能力、观察能力、分析问题和解决问题能力等方面有着先天优势的实验教学是高校教育改革的关键问题之一[1]。目前，我国传统实验教学环节不足、实

验资源投资不足，严重制约着实验教学的发展，虚拟实验可以有效解决解决上述问题，虚拟实验的建设有利于降低实验室建设成本，缓解财政压力给实验教学带来的不利影响，有利于培养学生实验操作能力[2]。因此，虚拟实验教学环境的研究已经成为当前教育研究的新热点，究

其缘由主要是信息技术的蓬勃发展已经使部分虚拟实验环境的设计与开发成为现实，使各类虚拟实验室建设成为可能[3]。如今网络仿真实验以及网络仿真软件已有一定的发展基础，但在

线可视化的网络仿真平台上依旧是一块空缺。

1 系统设计

1.1 体系架构

本虚拟实验室在总体设计上，共分为四层架构，结构如图1所示。

1）前端网页显示层，它定义了与页面中UI组件相关联的属性和处理逻辑，使用了HTML和JavaScript技术，通过网页来显示虚拟实验结果。

2）服务层，提供页面处理服务，选用了Apache作为网站的服务器，Apache服务器具有安全性高和跨平台性等特点。

3）控制层，它控制着各个页面的跳转以及页面间数据流的处理，并负责调用与NS3程序相关的模块。选用了Django网络开发框架，来负责页面数据处理和传递的控制。Django遵循

网络实验室方案的设计与建设

网络实验室设计和建设方案建设目标：针对高校教学的需求提出了计算机网络实验室建设的总体构思,设计基于思科网络设备的网络实验室建设与维护方案,并予以实施。关键词:计算机网络实验室、方案、实施随着信息技术的迅速发展,网络技术已经渗透到社会生活的各个层面,社会对计算机网络技术人才的需求量与日俱增,因此培养具备网络设备配置、管理维护、安全管理能力的人才成为计算机专业的一项重要任务。计算机网络是一门与实践结合紧密的课程,而许多学校由于实验条件不足,在进行该课程的设置时重理论、轻实践,造成学生对计算机网络学习积极性不高,缺乏深刻理解,实践能力薄弱。为解决这个问题,就必须加强计算机网络实验室的建设,培养学生的实际动手能力,才能为社会输送合格的网络技术人才。 1实验室的总体构思实验室的方案设计基于以下几个方面考虑: (1)内容丰富实验室设备能涵盖局域网、广域网、无线、网络安全、VoIP、综合布线等实用技术功能模块,在此基础上实现实践课程与理论课内容的紧密结合,全方位为学生提供实践动手的机会。 (2)设备完善同类网络设备具备多种不同的型号,为学生在实验中提供广泛的操作平台,在对比中学习,学习中对比,进一步拓宽眼界。

(3)拓扑灵活灵活的拓扑设计只需要通过简单的跳线即可改变拓扑,满足多种实验要求, 并且可以根据多种需求进行扩展,让学生在实验中有机会充分发挥创新能力,根据实验目的自行完成实验的设计与配置,并且可实现实验室内部网络与校园网的轻松连接。 (4)易于维护紧凑连续的实验课程安排要求在一个班级完成实验后能够迅速恢复实验设备,以免影响下一个班级的上机使用,这就需要一个易于维护与恢复的实验环境,包括对网络设备及终端计算机的恢复。 (5)安全可靠设备系统具备较高的安全性、容错能力,并且能防止内部网络受到外部攻击和感染病毒,保证网络设备以及终端计算机的安全。 (6)环境友好结合多媒体教学,加强教与学的互动,让学生边学边做,边做边学。 2 实验室的实施方案经过多方面考察与研究,鉴于CISCO公司提供业界范围最广的网络硬件产品及其较完善的技术方案,建设计算机网络实验室采用CISCO的网络设备,其中主要网络设备清单见表1。从实验室建设的总体构思出发,方案主要包括了五大模块:核心机房、实验机柜组、终端实验用计算机、无线设备、教学用多媒体设备。实验室总体拓扑见图1。

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决方案虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】：建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：

虚拟现实开发平台：一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，

计算机网络ARQ协议模拟实验报告

第五章实验六ARQ协议模拟 [实验目的]：要求学生能够深刻理解ARQ协议，通过模拟软件对ARQ协议有更加具体的理解 [实验要求]：要求学生使用模拟的软件，通过修改不同的参数，查看两个程序通信过程中的丢失和错误包的处理情况，并且能够在实验报告上详述ARQ协议的机制。 [实验内容]： 1.ARQ模拟实验中学生通过使用模拟信号的软件，查看不同参数情况下通信过程中出现的丢包和发生错误包后相应的客户端是如何处理的，并能够就一种情况在实验报告中详述其整个通信流程，包括校验位的判别，序号的判别，丢失和错包后的重传,ACK,NAK 等。 [实验步骤]： 1、打开XDS.EXE，选择ARO_0程序。

2、设置最小时延为100ms。数据包3实验100ms。数据包5丢失。数据包7差错。 3、发送端点击发送。截图如下：

选择ARQ_6程序，配置以及结果如下：

[实验结果分析]： ARQ_0：首先，发送方将数据封装成帧。先发送数据1。其十六进制码为31，二进制码为00110001。由于D6~D0中有3个1,3为奇数，因此校验位D7为1（红色）。蓝色D6-D4代表序号。由于传输过程采用的是连续ARQ协议，发送方并不等待接收方发回的确认信息，连续将数据2~8发送给接收方，其中看到数据5和数据7丢失。接着在发送数据8时看到接收方收到数据31H。接收方并不发送ACK。接着接收到了32H和34H（33H时延），由于不发送ACK，发送方并不知道数据包5丢失，数据包7出现插座，因此接收方收不到35H和37H，最后收到的数据顺序为1 2 4 6 7 3 9 10。 ARQ_6：

网络协议分析与仿真

****** 网络协议分析与仿真课程设计报告书院系名称：计算机学院实验内容：网络流量分析学生姓名：*** 专业名称：网络工程班级：**** 学号：********* 时间：20**年**月**日

网络协议分析与仿真课程设计报告网络流量分析一、课程设计目的加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解；掌握流量分析工具的使用，学习基本的流量分析方法。二、课程设计内容流量分析工具：Wireshark（Windows或Linux），tcpdump（Linux）要求：使用过滤器捕获特定分组；用脚本分析大量流量数据（建议用perl）。内容：Web流量分析清除本机DNS缓存，访问某一网站主页，捕获访问过程中的所有分组，分析并回答下列问题（以下除1、3、8、11外，要求配合截图回答）：（1）简述访问web页面的过程。（2）找出DNS解析请求、应答相关分组，传输层使用了何种协议，端口号是多少？所请求域名的IP地址是什么？（3）统计访问该页面共有多少请求IP分组，多少响应IP分组？（提示：用脚本编程实现）（4）找到TCP连接建立的三次握手过程，并结合数据，绘出TCP连接建立的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设置。（5）针对（4）中的TCP连接，该TCP连接的四元组是什么？双方协商的起始序号是什么？TCP连接建立的过程中，第三次握手是否带有数据？是否消耗了一个序号？（6）找到TCP连接的释放过程，绘出TCP连接释放的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。（7）针对（6）中的TCP连接释放，请问释放请求由服务器还是客户发起？FIN报文段是否携带数据，是否消耗一个序号？FIN报文段的序号是什么？为什么是这个值？（8）在该TCP连接的数据传输过程中，找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系，计算这些数据报文段的往返时延RTT（即RTT样本值）。根据课本 200页5.6.2节内容，给每一个数据报文段估算超时时间RTO。（提示：用脚本编程实现）（9）分别找出一个HTTP请求和响应分组，分析其报文格式。参照课本243页图6-12，在截图中标明各个字段。

虚拟实验室建设

1．项目研究总述实验是科学研究的重要手段，在科学技术高度发达的今天，大大小小的实验室遍布全球各地的科研院所、企业和学校。传统的实验离不开实验器材、实验设备和原材料等实验用品，它已经不能完全满足实验工作者的需求。 1．1 虚拟实验室与虚拟实验技术随着网络技术、虚拟现实技术和仿真技术的发展，为实验科学提供了一种新的研究方法—虚拟实验室。虚拟实验室(Virtual Laboratory，VL)，最早在1989年由美国University of Virginia的William WoIf 教授提出，其初衷是为了方便不同实验室中的科研人员共享彼此的数据、仪器，并能交流思想和进行远程合作。近年来，由于虚拟仪器和网络技术的飞速发展，通过网络来构建虚拟实验室成为可能。网络虚拟实验室的实现基础是多媒体技术、网络技术和仪器技术的结合，同时虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予了虚拟实验室智能化的特征。现在世界上许多国家已经在虚拟实验室的研究上加大投入，以美国为例:1991年底，美国国家科学基金会(NSF)美国国家科学研究顾问委员会所属的计算机与远程通信部组成了“全国(科学)合作实验室委员会”，此后，美国联邦政府投入资金在海洋学、天体物理学和分子生物学三大领域建造了各自的虚拟实验室。此外，1998-2006年间，NFS 资助了多个虚拟实验室研究项目，最多的投资达到4亿美元，比较少的也有一两百万美元。目前，虚拟实验室已经对科学研究、教育培训等领域产生了越来越重要的影响，因此对于虚拟实验室的研究具有广阔的应用前景。虚拟实验是随着现代计算机技术的进步而产生和发展的一种实验模式。但它在实验的本体逼真性和应用普适性，以及在给予实验者现场实时感受和实验效果等方面，传统的计算机模拟实验是根本无法相比的。虚拟实验主要依托的技术是虚拟现实技术和虚拟仪器技术，实际上是计算机科学与技术的延伸。虚拟现实技术能够生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境，操作人员进入其中，产生逼真的身临其境感，并像在真实世界中一样地与该环境进行实时操纵和相互交流。虚拟仪器技术使计算机成为全能的电子仪器，利用现代计算机强大的图形环境，建立界面友好的虚拟仪器，操作人员通过友好的图形界面及图形化编程语言控制仪器运行，完成对被测对象的采集、分析、判断、显示、存储及数据生成。实验教学相对于理论教学而言更具有直观性、实践性和创新性，他是许多学科特别是理工科教学中的重要环节之一。实验教学在加强学生素质教育与培养创新能力方面起着重要的、不可替代的作用。因此，我们需要通过网络实现实验仪器设备资源共享的一种技术，网络虚拟实验室应运而生，虚拟实验一般是通过虚拟实验室而进行的，利用网络进行数据传送、处理和控制的远程实验。虚拟实验室是今后的远程教育发展主流的必要成份，将远程教育提升到更高的层次上。网络虚拟实验就是在WEB中创建出一个可视化的三维环境，通过鼠标的点击以及拖拽操作，用户可以进行虚拟的实验，其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象。网络虚拟实验室是由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统，实现的基础是多媒体计算机技术、网络技术与仪器技术的结合，包括相应实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象以及实验信息资源等。无论是学生还是教师，都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器，进行各种实验。不但为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持，还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。通过网络虚拟实验室，访问者只要拥有一台连接到Internet的电脑就可以不受时间、地域的限制操作实验，达到所谓的随时随地做实验的目的。它对提高教学水平具有很大的促进作用。它的产生向人们展示了信息时代一种全新的教育方式和科学研究方式。网络虚拟实验室的出现，使远程教育更趋完善，也使远程教育成为真正的“网络学习”。 1.2 网络虚拟实验室在国内外的发展现状

毕业设计---基于LabVIEW的虚拟网络实验室的设计

X X 学院毕业设计设计题目：基于LabVIEW的虚拟网络实验室的设计系别：_________________________ 班级：_________________________ 姓名：______________ 指导教师：_________________________ 年月日

基于LabVIEW的虚拟网络实验室的设计摘要随着电子技术高速发展，普通实验室的更新速度无法跟上技术的发展。此外普通实验室涉及到仪器调试、管理、易损坏等问题。在实验时间和一些损耗性强的实验项目上对学生限制过死。同样，远程教育学员一般都要在规定的时间到指定的学校集中完成实验项目.技能培养质量无法保证。教育机构必须考虑如何跟上实验的时代性和先进性，创设实验内容丰富、训练操作扎实、不受时空限制的开放性实验环境。近年来，由于虚拟仪器、仿真技术和网络技术的飞速发展，构建基于LabVIEW 的虚拟网络实验室将会成为一种经济、高效的首选方案。本文的主要工作就是在LabVIEW环境下，研究基于虚拟仪器的网络教学实验系统的设计问题。首先，本文对虚拟仪器进行概述，对比了与传统仪器的区别，介绍了虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW的应用，以及在LabVIEW环境下进行几种常用虚拟仪器——虚拟信号发生器、相关分析、滤波器、和虚拟频谱分析仪等的软件设计方法。接着，本文着重介绍了如何把设计的几种虚拟仪器构成一个虚拟实验室，并利用虚拟仪器技术创建一个网络虚拟实验室，充分运用网络技术构建一个网络虚拟实验系统，并采用虚拟仪器的网络通信技术实现该网络虚拟系统的远程实验目标。本课题研究可以节省许多基础设施的重复建设和仪器设备重复引进的资金投入，有利于从整体上改善办学条件和提高教学水平。在很大程度上方便了学生，不仅能够引导学生理解实验的理论知识，而且能够指导学生进行正确的实验操作，从而获得感性上和理性上的认识。虚拟实验室不仅极大的弥补了远程教育模式的局限和不足，而且还使得远程教育的方式方法更趋完美。将虚拟实验室与远程教育结合在一起，基于网络技术和虚拟仪器技术的虚拟实验室己成为新型的远程教育模式。关键词：虚拟仪器;LabVIEW;网络虚拟实验室;Internet

中软吉大网络协议仿真教学实验系统(参考答案)资料

网络协议仿真教学系统实验教材参考答案

目录实验一以太网帧的构成 (1) 实验二地址解析协议ARP (2) 实验三网际协议IP (4) 实验四Internet控制报文协议ICMP (8) 实验五Internet组管理协议IGMP (10) 实验六用户数据报协议UDP (11) 实验七传输控制协议TCP (13) 实验八简单网络管理协议SNMP (15) 实验九动态主机配置协议DHCP (17) 实验十域名服务协议DNS (19) 实验十一网络地址转换NAT (21) 实验十二应用层协议-1：超文本传输协议HTTP (22) 实验十三应用层协议-2：TELNET与FTP (24) 实验十四应用层协议-3：邮件协议SMTP 、POP3 、IMAP (29) 实验十五应用层协议—4：NetBIOS应用及SMB/CIFS协议 (32) 实验十六路由协议—1：路由信息协议RIP (35) 实验十七路由协议-2：开放式最短路径优先协议OSPF (39) 实验十八网络攻防-1：ARP地址欺骗 (42) 实验十九网络攻防-2：ICMP重定向 (43) 实验二十网络攻防-3：TCP与UDP端口扫描 (43) 实验二十一网络攻防-4：路由欺骗 (45) 实验二十二网络故障分析-1：冲突与网络广播风暴 (46) 实验二十三网络故障分析-2：路由环与网络回路 (47)

实验一以太网帧的构成练习一：编辑并发送LLC帧 4． ●参考答案 ●参考答案这一字段定义为长度或类型字段。如果字段的值小于1518，它就是长度字段，用于定义下面数据字段的长度；另一方面，如果字段的值大于1536，它定义一个封装在帧中的PDU分组的类型。练习二：编辑并发送MAC广播帧 5．参考答案该地址为广播地址，作用是完成一对多的通信方式，即一个数据帧可发送给同一网段内的所有节点。练习四：理解MAC地址的作用 3．参考答案【思考问题】 1．参考答案出于厂商们在商业上的激烈竞争，IEEE的802委员会未能形成一个统一的、

网络实验室建设方案

目录一、网络实验室建设背景 (3) 二、大学网络实验室需求分析 (5) 2.1开放的实验设施平台 (5) 2.2有效的实验平台管理和实验业务管理 (5) 2.3丰富、清晰的培训教材 (5) 2.4师资培训新技术交流 (5) 2.5权威认证培训 (6) 2.6技术服务保障 (6) 三、H3C网络实验室解决方案 (7) 3.1.网络基础架构 (7) 3.2.网络安全 (7) 3.3.WLAN无线通讯系统 (9) 3.4.IP存储 (10) 3.5IP-监控 (11) 四、H3C实验室管理方案 (13) 4.1实验平台管理 (13) 4.2智能的实验过程管理 (15) 4.3严格的学员实验行为管理 (16) 4.4灵活的学员管理模式 (17) 4.5强大的实验结果和实验成绩管理 (17) 4.6先进的网络教学管理模式 (18) 4.7完备的网络实验教材 (18) 4.8远程开放实验室 (19) 五、H3C网络实验室的相关服务 (20) 5.1实验教材 (20) 5.2师资培训 (24) 5.3新技术、新应用定期交流 (25) 5.4实验室设备维护服务 (25) 5.5共建华三授权培训中心 (27) 六、H3C网络实验室方案优势 (29) 6.1.涵盖IP所有技术领域的网络技术实训方案 (29) 6.2.市场、品牌优势 (29) 6.3.完善的培训认证体系 (30) 七、应用案例 (32) 7.1.北京信息管理学校网络实验室 (32) 7.2.上海科技管理学校专业存储实验室 (32) 7.3.网络实训室用户名单 (33) 7.4.网络学院及网络实验室用户名单 (33)

《网络协议分析》课程标准

《网络协议分析》课程标准课程名称、代码：网络协议分析、总学时数：36（理论课学时数：18 实践课学时数：18）学分数：2 适用专业：计算机网络技术、计算机应用技术一、课程的性质 1、必修课； 2、专业课。二、课程定位该课程是作为计算机网络技术专业和计算机应用专业的专业必修课。通过该门课的学习，使学生深入学习TCP/IP协议体系结构和基本概念，分析各个协议的设计思想、流程及其所解决的问题。通过该门课程的学习，进一步提高学生作为网络管理员的技能水平。学生能够胜任中小型企业的网络维护的日常工作。学生应先修《计算机网络基础》一课，掌握计算机网络技术的基础知识后，方可修此门课程。三、课程设计思路本课程的设计思路是以计算机专业学生就业为导向，着重培养学生的动手能力。通过调查研究社会对计算机专业学生在网络安全技术方面的要求，制定相关的理论教学内容和实践内容。课程整体结构按照网络管理员工作岗位所涉及到的工作任务，维护中小型局域网正常运作、检测网络故障等工作技能的培养安排课程项目。在学时分配上，理论课时与实践课时各占一半，注重实践教学，有利于提高学生的动手能力，同时也加深了对理论知识的理解，做到知其然并知其所以然。四、课程基本目标 1、知识目标：（1）知道TCP/IP协议以及工作原理；（2）知道PPP协议以及工作原理；（3）知道Internet地址及地址解析；（4）知道IP协议以及工作原理；（5）知道ICMP协议以及工作原理；（6）知道UDP协议以及工作原理；（7）知道TCP协议以及工作原理；（8）知道Internet地址扩展技术。 2、职业技能目标：（1）能分析PPP协议；（2）能分析ARP协议；（3）能分析IP协议；（4）能分析ICMP协议；（5）能分析UDP协议；（6）能分析TCP协议；（7）能分析HTTP协议。 3、职业素质养成目标

TCPIP协议分析实验报告2

TCP/IP协议分析及应用实验报告学号：姓名：班级：实验项目编号：B03862702 实验项目名称：网际协议IP 一、实验目的： 1. 掌握IP数据报的报文格式 2. 掌握IP校验和计算方法 3. 掌握子网掩码和路由转发 4. 理解特殊IP地址的含义 5. 理解IP分片过程二、实验环境： Windows server 2003 TCP/IP协议分析及应用教学实验平台三、实验原理（或要求）： IP报文格式 IP数据报是由IP首部加数据组成的。IP首部的最大长度不超过60字节。 IP IP分片链路层具有最大传输单元（MTU）这个特性，它限制了数据帧的最大长度。不同的网络类型都有一个上限值。以太网通常是1500字节。如果IP层有数据包要传输，而数据包的长度超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片操作。使每一片长度都小于MTU。 IP首部中“16位标识”、“3位标志”和“13位片偏移”包含了分片和重组所需的信息。另外，当数据被分片后，每个片的“16位总长度” 值要改为该片的长度值。

IP路由表大部分网络层设备都存储着一张记录路由信息的表格，称为路由表。它由许多条项目组成。网络层设备收到数据报后，根据其目的IP地址查找路由表确定数据报传输的最佳路径(下一跳)。然后利用网络层的协议重新封装数据报，利用下层提供的服务把数据报转发出去。路由表的项目一般含有五个基本字段：目的地址、网络掩码、下一跳地址、接口、度量。路由表按如下顺序匹配：直接交付->特定主机交付->特定网络交付->默认交付路由选择过程路由选择模块从IP处理模块接收到IP分组后，使用该分组的目的IP地址同路由表中的每一个项目按特定的顺序（按照前面介绍的“路由表匹配顺序”）查找匹配项，当找到第一个匹配项后就不再继续寻找了，这样就完成了路由选择过程。匹配路由表项的方法是将IP地址与路由表中的一个项目的“子网掩码”进行按位“与”操作，然后判断运算结果是否等于该项目的“目的地址”，如果等于，则匹配成功，否则，匹配失败。四、实验步骤：练习三：IP数据报分片在主机B上使用“MTU工具”设置以太网端口的MTU为800字节（两个端口都设置）。主机A、B、E启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件(提取ICMP协议)。在主机A上，执行命令ping -l 1000 172.16.0.2。主机A、E停止捕获数据。主机E如下图所示，重新定义过滤条件（取一个ICMP数据包，按照其上层协议IP的Identification字段设置过滤）。

网络协议分析及仿真课程设计报告书

郵電大學网络协议分析与仿真课程设计报告书院系名称：计算机学院实验容：网络流量分析学生姓名：专业名称：网络工程班级：学号：

时间：2012年12月15日

网络协议分析与仿真课程设计报告网络流量分析一、课程设计目的加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解；掌握流量分析工具的使用，学习基本的流量分析法。二、课程设计容流量分析 ?工具：Wireshark（Windows或Linux），tcpdump（Linux） ?要求：使用过滤器捕获特定分组；用脚本分析大量流量数据（建议用perl）。?容：Web流量分析清除本机DNS缓存，访问某一主页，捕获访问过程中的所有分组，分析并回答下列问题（以下除1、3、8、11外，要求配合截图回答）：（1）简述访问web页面的过程。（2）找出DNS解析请求、应答相关分组，传输层使用了种协议，端口号是多少？所请求域名的IP地址是什么？（3）统计访问该页面共有多少请求IP分组，多少响应IP分组？（提示：用脚本编程实现）（4）找到TCP连接建立的三次握手过程，并结合数据，绘出TCP连接建立的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设

置。（5）针对（4）中的TCP连接，该TCP连接的四元组是什么？双协商的起始序号是什么？TCP连接建立的过程中，第三次握手是否带有数据？是否消耗了一个序号？（6）找到TCP连接的释放过程，绘出TCP连接释放的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。（7）针对（6）中的TCP连接释放，请问释放请求由服务器还是客户发起？ FIN报文段是否携带数据，是否消耗一个序号？FIN报文段的序号是什么？为什么是这个值？（8）在该TCP连接的数据传输过程中，找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系，计算这些数据报文段的往返时延RTT（即RTT样本值）。根据课本200页5.6.2节容，给每一个数据报文段估算超时时间RTO。（提示：用脚本编程实现）（9）分别找出一个HTTP请求和响应分组，分析其报文格式。参照课本243页图6-12，在截图中标明各个字段。（10）访问同一的不同网页，本次访问中的TCP连接是否和上次访问相同？（与上次页面访问时间间隔不能过长，可连续访问，分别分析。）（11）请描述HTTP协议的持续连接的两种工作式。访问这些页面（同一的不同页面）的过程中，采用了哪种式？（参考课本241页）三、设计与实现过程

基于Web的在线虚拟实验室的研究

华中科技大学硕士学位论文基于Web的在线虚拟实验室的研究姓名：白洁婷申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：江建军 20090525

华中科技大学硕士学位论文摘要实验教学在高校工科教育中有着相当重要的地位，但是长期以来传统的实验设备和实验教学方法却相对滞后，开放程度低，这在很大程度上制约了实验教学质量的提高和人才的培养。教育有限的投入无法满足实验设备的昂贵、更新速度快、场地限制的要求，因此，构建基于虚拟仪器技术和Web技术的实验教学平台备受关注。本文在综述国内外在线虚拟实验室的发展现状以及相关的实现技术，提出了基于网络在线虚拟实验室的一个设计方案。着重解决目前在线实验存在的资源共享问题，实现共享仪器设备、数据资源和计算机资源。在线虚拟实验室基于B/S模式，建立三层体系结构，分别为数据采集层、服务器层和用户层。系统采用了虚拟仪器控制技术、网络技术和组件开发技术，研究了DataSocket技术实现远程测量和控制的方法。通过这个系统，实践了Web相关技术在实验平台中的应用，实现了网络通信和开放式交互实验环境的建立。通过制定可视化的实验流程、动态的引入、创建设备实验对象，研究了一个在线虚拟实验室系统的具体实现。在此系统中，采样了减少网络流量的AJAX技术，实现实时的异步更新，大大减轻了服务器的负担。在排队理论的基础上，采用了消息队列，避免了对硬件以及虚拟仪器的共享冲突问题。结合信号采样与恢复实验实例，对整个系统进行了测试与评估，获得系统中的实验结果。在层次化和模块化的设计思想下，描述了系统数据控制层和用户层的功能，对各个模块分别进行了详细的阐述。表明了该系统的实现不仅在功能上是有效的，且整个系统具有良好的通用性和可扩展性。关键词：在线虚拟实验 DataSocket通信技术B/S结构Web技术

滑动窗口协议书模拟程序的设计实现分析

长沙理工大学《网络协议编程》课程设计报告梁碧莹学生姓名梁碧莹指导教师王静_________ 院计算机与通信工程专级网络08-02 学业网络工程号200858080205

课程成绩______________________ 完成日期2011年7月2旦课程设计任务书（4 ）在老师的指导下，要求每个学生独立完成课程设计的全部内容

应当提交的文件：（1）课程设计报告。（2）课程设计附件（源程序、各类图纸、实验数据、运行截图等）课程设计成绩评定学院计算机通信工程专业网络工程班级网络08-02班学号200858080205 学生姓名梁碧莹_______ 指导教师王静________ 课程成绩____________________ 完成日期2011年7月2日指导教师对学生在课程设计中的评价

指导教师对课程设计的评定意见综合成绩指导教师签字年月曰滑动窗口协议模拟程序的设计与实现学生：梁碧莹指导老师：王静摘要：本文主要介绍如何根据滑动窗口协议的原理，在Visual C++的平台上设计一个滑动窗口协议模拟程序，并最终使该程序得以实现。本次程序设计分两部分：第一部分是发送方，第二部分是接收方。通过发送方和接收方之间的数据帧传输模拟，学习滑动窗口协议控制流量的原理和方法，以及滑动窗口协议的工作

机制。关键词：滑动窗口协议流量控制工作机制模拟程序 Desig n and Impleme ntati on of Slid ing Win dow Protocol Procedures Stude nt: Lia ng Biyi ng In structor: Wang Jing Abstract: This paper describes the prin ciple of Slidi ng Window Protocol and how to design and implement a procedure about the Sliding Win dow Protocol. The program desig n in two parts, one is the sender, the other is the receiver. After all, studying the principle and method of how the Sliding Window Protocol control the flow, and how the Sliding Window Protocol works through the transmission of data betwee n the sen der and the receiver. Keywords: Slidi ng wi ndow protocol Flow con trol Worki ng mecha nism Simulatio n program 目录 1引言 (1) 1.1 滑动窗口协议概述 (1) 1.2 本次设计任务 (2)

计算机网络上机实验报告____网络协议仿真教学系统实验教材参考答案(通用)要点

网络协议仿真教学系统实验教材参考答案目录

实验一以太网帧的构成 (1) 实验二地址解析协议ARP (2) 实验三网际协议IP (4) 实验四Internet控制报文协议ICMP (8) 实验五Internet组管理协议IGMP (10) 实验六用户数据报协议UDP (11) 实验七传输控制协议TCP (13) 实验八简单网络管理协议SNMP (15) 实验九动态主机配置协议DHCP (17) 实验十域名服务协议DNS (19) 实验十一网络地址转换NAT (21) 实验十二应用层协议-1：超文本传输协议HTTP (22) 实验十三应用层协议-2：TELNET与FTP (24) 实验十四应用层协议-3：邮件协议SMTP 、POP3 、IMAP (29) 实验十五应用层协议—4：NetBIOS应用及SMB/CIFS协议 (32) 实验十六路由协议—1：路由信息协议RIP (35) 实验十七路由协议-2：开放式最短路径优先协议OSPF (39) 实验十八网络攻防-1：ARP地址欺骗 (42) 实验十九网络攻防-2：ICMP重定向 (43) 实验二十网络攻防-3：TCP与UDP端口扫描 (43) 实验二十一网络攻防-4：路由欺骗 (45) 实验二十二网络故障分析-1：冲突与网络广播风暴 (46) 实验二十三网络故障分析-2：路由环与网络回路 (47)

智慧试验室建设方案

. （一）建设目标 1.实现无人值守实训课通过物联网控制系统的应用，实现学生根据学校制定的实训课表或自主预约计算机实训室并上机实践的功能，从而解决由于无人值守实训课，导致计算机实训室使用率低的问题。 2.考核学生实践课时完成率系统运行过程中实时记录学生上机真实数据，学校可根据相关数据自动生成的统计表对学生完成课时情况进行考核。 3.智能门禁及电源控制通过门禁控制系统、电源控制系统的智能控制，实现在无人值守的情况下计算机实训室门禁及电源的正常开/关功能。 4.智能数据统计分析以系统在运行过程产生的大量真实数据为基础，利用相关功能模块，实现系统自动生成相关统计分析报表的功能。如：设备使用率、实践教学统计、学生自主上机统计、实践课程统计等。三、建设内容平台基础功能要求平台可将各系统组成部分及基本信息进行录入和设置，达到系统智能运行管理的目的。能根据学校的实际需要扩展多项业务应用模块，丰富系统管理功能。 1.基础管理基础数据管理中心是实训室管理平台运行的核心支撑系统，配置学校实训室、师生和控制点的基本信息，为设备的智能控制提供地理位置及操作权限等。包含组织结构管理，角色管理，班级管理、用户及卡片的管理，学期及课节的管理，课程及项目管理，控制点管理等。 2.教学实践管理 1）平台支持与教务系统进行对接，可直接导入实验课表电子档。 2）平台支持课程发布，管理员或指导教师能根据实际需求发布临时课程，课程发布后平台自动向相关师生推送信息。 3）平台支持临时课程调整，并具备自动逻辑冲突判断功能。减少教师临时调换上课时间的操作流程，并能将课程的调整信息实时送达相关人员。 4）平台支持课程删除功能。管理员或相关教师可以将不需要的实验课程进行删除，并将相关信. . 息推送到相关人员。 5）平台支持课表查询功能，可实时查看相关课程信息。 6）学生能查询个人的实践记录，管理人员可查询全体学生的实验记录，包括时间、地点、课程等信息。 7）支持当前实验信息查看，包括：实践课程、地点、上课时长及考勤等信息。 3.智能控制 1）远程控制平台能通过PC机和移动设备对实训室的门禁电源执行远程开关，能对实训室多媒体设备执行远程开关功能，能远程查看设备实时运行状况。

低轨卫星网络协议的仿真模拟

低轨卫星网络协议的仿真模拟引言未来全球通信系统的重要组成部分就是低轨卫星网络通信系统。由于低轨卫星通信系统的建立周期长、投资巨大，一旦建成不易对系统更改等特点，必须在系统实现前进行精确的仿真验证。OPNET是一款性能优良的网络仿真软件，能够对网络结构、设备和应用进行设计、建模、分析和管理，能够满足大型复杂网络的仿真需求，在网络层协议仿真方面具有一定的优势。然而，尽管OPNET 提供了丰富的标准节点模型、链路模型、协议模块等等，但并没有提供任何低轨卫星标准模块，给低轨卫星网络协议仿真带来一定的困难。当前一些基于OPNET 的低轨卫星仿真，大多数是将陆地网络节点利用有线链路连接，通过离散化有线链路的通断，近似模拟低轨卫星网络中的切换以及拓扑结构变化。这种方法需要针对特定低轨卫星网络在仿真之前进行复杂的运算，而且不具有通用性。文章通过分析低轨卫星协议体系结构，简化协议体系中的某些部分，在OPNET 上实现了低轨卫星网络协议仿真平台。这个平台支持非面相连接网络的路由协议的开发。最后在该仿真平台上加载动态路由协议，对仿真平台进行了验证。 1 卫星通信系统协议体系结构根据卫星通信系统设计不同（轨道类型，星上处理或者弯管，ISL 的设计方式）采取的网络结构有许多种。根据低轨卫星通信当前发展趋势，本文主要研究具有星上处理/星上交换（OBP /OBS）以及星间链路（ISL）支持的低轨卫星网络，其协议体系结构。由图1 可以看出星上协议中ATM与IP 之间的关系。早期的宽带IP 卫星系统大多采用基于ATM的传输技术。但是一些研究人员认为IP over Satellite 方案与IP over ATM方案相比具有更大的好处：（1）开销小。Bell 实验室仿真表明如果采用IP over ATM over SONET 的结构，大约有22%～29%的开销，而在其中SONET的开销大约是4%。因此，将ATM层去掉，将会使星上资源得到更充分的利用。（2）易于实现千兆分组网络。目前，采用ATM 技术的多媒体卫星的实验干线速率已达622Mbps。但是在提升到吉比特时，ATM的开销大这一缺点制约了线速的继续提高。（3）降低系统复杂度。在RS 块状编码、交织和FEC 等技术支持下，卫星链路可达准光纤质量。因此无需采用ATM复杂的QoS 保证机制便能抵御无线信道的误码。本文将根据图1的协议框架图建立无连接的IP over Satellite网络协议仿真平台。 2 OPNET 节点模型低轨卫星网络通信系统由空中卫星网络和地面网关两部分组成。空中卫星网络的主要特点有：（1）由于卫星之间存在相对运动导致空中卫星网络拓扑结构快速持续变化。（2）卫星网络与地面网关之间存在高速的运动，为确保通信的持续必须进行频繁的切换。整个卫星网络的协议划分。OPNET 提供的标准节点模块对涉及到的协议进行了细致的模拟，修改起来的工作量巨大，为了避免修改OPNET 标准节点模块，把Gateway节点拆分为两个节点：OPNET标准路由器和低轨卫星网关，这两个节点用PPP 链路直接连接，可以省去链路层协议的设计。低轨卫星网关的切换管理模块实时检测天线的俯仰角，以及信号功率，决定是否切换到另一颗卫星。此外为了把精力都放在网络层协议的设计上，对位置注册管理功能进行了简化，由一个全局独立节点来实现。例如网关可达网络列表应该由低轨卫星网关实现，每个网关都应该保存一个列表，这个列表中包括各个网关及其连接到的Internet 子网地址。网关与卫星映射关系应该由Satellite节点实现，实时向其他卫星节点通告自己当前

计算机网络协议仿真实验

【实验六TCP传输控制协议】【实验目的】 1、掌握TCP协议的工作原理； 2、理解TCP协议的通信过程。【实验学时】 4学时【实验类型】综合型【实验内容】 1、理解TCP首部中各字段的含义及作用； 2、理解三次握手的过程； 3、能够分析TCP协议的建立连接、会话和断开连接的全过程； 4、学会计算TCP校验和的方法； 5、了解TCP的标志字段的作用。【实验原理】 TCP协议是面向连接的、端到端的可靠传输协议，它支持多种网络应用程序。TCP必须解决可靠性，流量控制的问题，能够为上层应用程序提供多个接口，同时为多个应用程序提供数据，TCP也必须能够解决通信安全性的问题。 1、TCP的封装 20字节20字节图6-1 TCP的封装 2、TCP首部格式：各字段含义： 16位源端口号和16位目的端口号：端口号通常也称为进程地址。 32位序号：序号用来标识从TCP发送端向TCP接收端发送的数据字节流。 32位确认序列号：表示一个准备接收包的序列号。

4位首部长度：首部长度指出了首部中32 bit字的数目。正常的TCP首部长度是20字节。6个标志字段：U R G 紧急指针；A C K 确认序号；P S H 推标志；R S T 重建连接；S Y N 同步序号；F I N 结束标志。 16位窗口：TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的滑动窗口大小来提供，窗口大小为字16位检验和：检验和字段覆盖了TCP首部和TCP数据。TCP检验和的计算方法和UDP检验和的计算方法一样，计算时需要考虑伪报头。 16位紧急指针：URG标志置1时紧急指针才有效。 1161732 图6-2TCP分组格式示意图【实验步骤】注意：本实验要求服务器端启动TELNET服务。练习一：运行netstat命令 1、在浏览器的地址栏输入：https://www.360docs.net/doc/4114914431.html,，在命令行下输入: netstat -n 回车。 2、观察TCP状态，记录Local Address、Foreign Address和State。 3、在浏览器的地址栏输入：https://www.360docs.net/doc/4114914431.html,，在命令行下输入: netstat -n 回车。 4、观察TCP状态，记录Local Address、Foreign Address和State。 5、再开一个命令行窗口，输入：telnet https://www.360docs.net/doc/4114914431.html,， 6、观察TCP状态，记录Local Address、Foreign Address和State。 7、三次记录有什么不同，为什么？ 8、使用带其他参数的netstat命令，查看网络状态。例如： netstat –a netstat –b 练习二：利用仿真编辑器编辑并发送TCP数据包

实验1使用网络协议分析仪wireshark

实验项目列表

实验报告正文：一、实验名称使用网络协议分析仪二、实验目的： 1. 掌握安装和配置网络协议分析仪Wireshark的方法； 2. 熟悉使用Wireshark工具分析网络协议的基本方法，加深对协议格式、协议层次和协议交互过程的理解。三、实验内容和要求 1. 安装和配置网络协议分析仪Wireshark（）； 2. 使用并熟悉Wireshark分析协议的部分功能。四、实验环境 1)运行Windows 8.1 操作系统的PC 一台。 2)每台PC 具有以太网卡一块，通过双绞线与局域网相连。 3)Wireshark 程序(可以从下载)和WinPcap 程序(可以从下载。如果Wireshark 版本为 1.2.10 或更高，则已包含了WinPcap 版本 4.1.3) 五、操作方法与实验步骤 1) 安装网络协议分析仪安装Wireshark Version 2.2.6 (v2.2.6-0-g32dac6a)。双击Wireshark 安装程序图标，进入安装过程。根据提示进行选择确认，可以顺利安装系统。当提示“Install WinPcap 4.1.3”时，选择安装；此后进入安装WinPcap 版本4.1.3，并选择让WinPcap 在系统启动时运行。此后，Wireshark 将能安装好并运行 2) 使用Wireshark 分析协议 (1) 启动系统。点击“Wireshark”图标，将会出现下图1所示的系统界面。

图1 Wireshark系统界面其中“俘获(Capture)”和“分析(Analyze)”是Wireshark 中最重要的功能。 (2) 分组俘获。点击“Capture/Interface”菜单，出现下图所示界面。图2 俘获/接口界面

网络协议分析与仿真课程设计报告书

西安郵電大學网络协议分析与仿真课程设计报告书院系名称：计算机学院实验内容：网络流量分析学生姓名：专业名称：网络工程班级：学号：时间：2012年12月15日

网络协议分析与仿真课程设计报告网络流量分析一、课程设计目的加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解；掌握流量分析工具的使用，学习基本的流量分析方法。二、课程设计内容流量分析工具：Wireshark（Windows或Linux），tcpdump（Linux）要求：使用过滤器捕获特定分组；用脚本分析大量流量数据（建议用perl）。内容：Web流量分析清除本机DNS缓存，访问某一网站主页，捕获访问过程中的所有分组，分析并回答下列问题（以下除1、3、8、11外，要求配合截图回答）：（1）简述访问web页面的过程。（2）找出DNS解析请求、应答相关分组，传输层使用了何种协议，端口号是多少？所请求域名的IP地址是什么？（3）统计访问该页面共有多少请求IP分组，多少响应IP分组？（提示：用脚本编程实现）（4）找到TCP连接建立的三次握手过程，并结合数据，绘出TCP连接建立的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设置。（5）针对（4）中的TCP连接，该TCP连接的四元组是什么？双方协商的起始序号是什么？TCP连接建立的过程中，第三次握手是否带有数据？是否消耗了一个序号？（6）找到TCP连接的释放过程，绘出TCP连接释放的完整过程，注明每个TCP 报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。（7）针对（6）中的TCP连接释放，请问释放请求由服务器还是客户发起？FIN 报文段是否携带数据，是否消耗一个序号？FIN报文段的序号是什么？为什么是这个值？（8）在该TCP连接的数据传输过程中，找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系，计算这些数据报文段的往返时延RTT（即RTT样本值）。根据课本200页5.6.2节内容，给每一个数据报文段估算超时时间RTO。（提示：用脚本编程实现）（9）分别找出一个HTTP请求和响应分组，分析其报文格式。参照课本243