高级计算机网络实验报告 ns3模拟数据中心
高性能计算机网络实验报告
实验课程名称：高性能计算机网络printf("%s\n",receiveBuf);if(strcmp(receiveBuf,"开始传送")==0) {//传送文件长度char sendBuf[20];ltoa(length,sendBuf,10);send(clientSocket,sendBuf,21,0);fseek(fp,0L,SEEK_SET); //传送文件long int y=0;double cent;char trans[SIZE];while(!feof(fp)) {fread(trans,1,SIZE,fp);y=y+SIZE;if(y<length) {cent=(double)y*100.0/(double)length;printf("已发送： %4.2f％\n",cent);send(clientSocket,trans,SIZE+1,0);}else{send(clientSocket,trans,length+SIZE-y+1,0);closesocket(clientSocket);WSACleanup();}}fclose(fp); }printf("文件发送完毕\n");system("pause");}二、实验结果及分析（包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）客户端运行结果服务器端运行结果三、实验小结、建议及体会通过此次实验过程我充分了解了TCP/IP协议的相关知识以及其中两个重要协议TCP UDP的特点与差异，进一步学习了文件传输等知识，创建套接字监听传输关闭等过程，直到最后写出C/S模式的文件传输程序感觉我们巩固了教材的内容实践的能力也得到了提高不足之处就是自己粗心大意，在写代码时候参数注解等经常注明的不够好，希望以后能养成良好的编程习惯。
《计算机网络实验》实验报告
《计算机网络实验》实验报告一、实验目的计算机网络实验是计算机相关专业学习中的重要实践环节，通过实验操作，旨在深入理解计算机网络的基本原理、协议和技术，提高我们的动手能力和解决实际问题的能力。
具体目的包括：1、熟悉计算机网络的体系结构和各层协议的工作原理。
2、掌握网络设备的配置和管理方法，如交换机、路由器等。
3、学会使用网络工具进行网络性能测试和故障诊断。
4、培养团队合作精神和沟通能力，提高解决复杂问题的综合素养。
二、实验环境本次实验在学校的计算机网络实验室进行，实验室配备了以下设备和软件：1、计算机若干台，安装了 Windows 操作系统和相关网络工具软件。
2、交换机、路由器等网络设备。
3、网络线缆、跳线等连接设备。
三、实验内容及步骤实验一：以太网帧的捕获与分析1、打开网络协议分析软件 Wireshark。
2、将计算机连接到以太网中，启动捕获功能。
3、在网络中进行一些数据传输操作，如访问网站、发送文件等。
4、停止捕获，对捕获到的以太网帧进行分析，包括帧的格式、源地址、目的地址、类型字段等。
实验二：交换机的基本配置1、连接交换机和计算机，通过控制台端口进行配置。
2、设置交换机的主机名、管理密码。
3、划分 VLAN，并将端口分配到不同的 VLAN 中。
4、测试不同 VLAN 之间的通信情况。
实验三：路由器的基本配置1、连接路由器和计算机，通过控制台端口或Telnet 方式进行配置。
2、设置路由器的接口 IP 地址、子网掩码。
3、配置静态路由和动态路由协议（如 RIP 或 OSPF）。
4、测试网络的连通性。
实验四：网络性能测试1、使用 Ping 命令测试网络的延迟和丢包率。
2、利用 Tracert 命令跟踪数据包的传输路径。
3、使用网络带宽测试工具测试网络的带宽。
四、实验结果与分析实验一结果与分析通过对捕获到的以太网帧的分析，我们清楚地看到了帧的结构，包括前导码、目的地址、源地址、类型字段、数据字段和帧校验序列等。
计算机网络实验报告
计算机网络实验报告引言计算机网络是现代社会中不可或缺的基础设施，它使得我们能够在全球范围内实现信息交流与资源共享。
为了更好地理解计算机网络的工作原理，本次实验我们进行了一系列的网络实验。
一、网络拓扑实验首先，我们进行了网络拓扑实验，通过搭建不同拓扑结构的网络，观察其性能表现和通信效率。
我们尝试了星型、环状和总线型拓扑结构，并通过测量网络中的传输时延、带宽和吞吐量来评估不同拓扑结构的优劣。
结果显示，星型拓扑结构具有较好的扩展性和可靠性，但是对中央节点的要求较高，一旦中央节点故障，整个网络将无法正常运行。
而环状和总线型拓扑结构则相对简单，但是容易产生信号干扰和数据冲突等问题。
二、网络传输协议实验接下来，我们进行了网络传输协议实验，重点研究TCP/IP协议的性能和可靠性。
我们通过改变传输文件的大小、网络拥塞程度等因素，测试了TCP协议在不同情境下的传输速度和稳定性。
同时，我们也对比了UDP协议的传输效果。
实验结果表明，TCP协议在数据传输方面具有较好的可靠性和流量控制能力，但是在高丢包率的情况下会出现明显的传输延迟。
相比之下，UDP协议虽然传输速度较快，但是无法保证数据的可靠性，容易出现丢包和重传等问题。
三、网络安全实验随后，我们进行了网络安全实验，探讨了网络攻击与防御的相关技术。
我们采用了常见的入侵检测系统和防火墙来保护网络安全，通过模拟各种攻击手段，如拒绝服务攻击、端口扫描等，测试了网络的防护能力。
实验结果显示，入侵检测系统和防火墙能够有效地阻止大多数网络攻击，但是对于某些高级攻击手段，如零日漏洞攻击，仍然存在一定的漏洞。
因此，网络安全的保护需要综合运用各种技术手段，不断提升系统的安全性。
结论通过本次计算机网络实验，我们对网络拓扑结构、传输协议和网络安全等方面有了更深入的理解。
网络拓扑结构的选择应根据实际需求进行权衡，传输协议的选择应根据网络特性和应用场景进行调整，而网络安全则需要综合运用各种安全技术来确保系统的稳定性和数据的安全性。
ns-3网络仿真
NS-3网络仿真一：实验要求用NS-3仿真某个特定的网络环境，并输出相应的仿真参数（时延，抖动率，吞吐量，丢包率）。
二：软件介绍NS-3 是一款全新新的网络模拟器，NS-3并不是NS-2的扩展。
虽然二者都由C++编写的，但是NS-3并不支持NS-2的API。
NS-2的一些模块已经被移植到了NS-3。
在NS-3开发过程时，“NS-3项目”会继续维护NS-2，同时也会研究从NS-2到NS-3的过渡和整合机制。
三：实验原理及步骤NS-3是一款离散事件网络模拟驱动器，操作者能够编辑自己所需要的网络拓扑以及网络环境，来模拟一个网络的数据传输，并输出其性能参数。
软件中包含很多模块：节点模块（创造节点），移动模块（仿真WIFI，LTE可使用），随机模块（生成随机错误模型），网络模块（不同的通信协议），应用模块（创建packet 数据包以及接受packet数据包），统计模块（输出统计数据，网络性能参数）等等；首先假设一个简单的网络拓扑：两个节点之间使用点对点链路，使用TCP协议进行通信，假设随机错误率为，节点不可移动（因为不是无线网络），具体代码如下：NodeContainer nodes;(2);创建两个节点；PointToPointHelper pointToPoint;("DataRate", StringValue ("5Mbps"));("Delay", StringValue ("2ms"));设置链路的传输速率为5Mbps，时延为2ms；NetDeviceContainer devices;devices = (nodes);为每个节点添加网络设备Ptr<RateErrorModel>em=CreateObject<RateErrorModel> ();em->SetAttribute("ErrorRate",DoubleValue);(1)->SetAttribute("ReceiveErrorModel",PointerValue (em));创建一个错误模型，讲错误率设置为，仿真TCP协议的重传机制。
中科大高级计算机网络实验一
实验一NS3数据中心仿真一、实验要求试用ns3模拟仿真一个数据中心网络，并在多对一和多对多模式下进行试验，然后进行抓包，并分析该网络的吞吐量和瓶颈，最后进行改进。
网络拓扑如下：二、拓扑构建1. 创建网络，安装节点，共有7个交换机和8个主机2.创建CSMA链路，共7个区域，area~area7，并设置它们的属性3.安装协议栈并分配IP地址三、两种模式的实现1.多对一编译2.多对多编译结果如下图：四、仿真结果分析：1.多对一的模式下，在交换机t1上进行抓包分析。
将On-Off Application 的发包速率设为100KBps，用wireshark打开pcap包文件分析。
S3吞吐量图:S7吞吐量图:由上图中所示可知s4和s8此时未发生拥塞，吞吐量比较平均。
现将On-Off Application的发包速率设为200KBps，重新抓包，分析pcap包，此时吞吐量如下图所示：S3吞吐量图：S7吞吐量图：由上图中所示可知，S7发生了拥塞，吞吐量波动较大。
而S3由于经过交换机较少吞吐量相对变化较小。
比较A，B两次实验可得出，在多对一模式下，系统瓶颈在于与用于接收的主机最近的交换机与其他交换机相连接的链路上，在本例中即为area 5。
故可改善，将area 5以及area 1（防止下层带宽不够）的带宽属性为2.0Mbps，同时，On-Off Application的发包速率仍为200KBps，重新抓包pcap分析。
S3吞吐量图：S7吞吐量图：有上图分析可知，此时S3，S7的吞吐量又回到相对均匀稳定的状态，未发生拥塞。
2.在多对多的模式下，在交换机a1上进行抓包分析。
◆将On-Off Application的发包速率设为200KBps，用wireshark打开pcap包文件分析。
此时吞吐量分布相对均匀，未发生拥塞。
◆将On-Off Application的发包速率设为250KBps，重新抓包，分析pcap包文件。
计算机网络实验报告实验3
计算机网络实验报告实验3一、实验目的本次计算机网络实验 3 的主要目的是深入理解和掌握计算机网络中的相关技术和概念，通过实际操作和观察，增强对网络通信原理、协议分析以及网络配置的实际应用能力。
二、实验环境本次实验在计算机网络实验室进行，使用的设备包括计算机、网络交换机、路由器等。
操作系统为 Windows 10，实验中使用的软件工具包括 Wireshark 网络协议分析工具、Cisco Packet Tracer 网络模拟软件等。
三、实验内容与步骤（一）网络拓扑结构的搭建使用 Cisco Packet Tracer 软件，构建一个包含多个子网的复杂网络拓扑结构。
在这个拓扑结构中，包括了不同类型的网络设备，如交换机、路由器等，并配置了相应的 IP 地址和子网掩码。
（二）网络协议分析启动 Wireshark 工具，捕获网络中的数据包。
通过对捕获到的数据包进行分析，了解常见的网络协议，如 TCP、IP、UDP 等的格式和工作原理。
观察数据包中的源地址、目的地址、协议类型、端口号等关键信息，并分析它们在网络通信中的作用。
（三）网络配置与管理在实际的网络环境中，对计算机的网络参数进行配置，包括 IP 地址、子网掩码、网关、DNS 服务器等。
通过命令行工具（如 Windows 中的 ipconfig 命令）查看和验证配置的正确性。
（四）网络故障排查与解决设置一些网络故障，如 IP 地址冲突、网络连接中断等，然后通过相关的工具和技术手段进行故障排查和解决。
学习使用 ping 命令、tracert 命令等网络诊断工具，分析故障产生的原因，并采取相应的解决措施。
四、实验结果与分析（一）网络拓扑结构搭建结果成功构建了包含多个子网的网络拓扑结构，各个设备之间能够正常通信。
通过查看设备的状态指示灯和配置信息，验证了网络连接的正确性。
（二）网络协议分析结果通过 Wireshark 捕获到的数据包，清晰地看到了 TCP 三次握手的过程，以及 IP 数据包的分片和重组。
计算机网络仿真实验报告
计算机网络仿真实验报告一、实验目的本次计算机网络仿真实验的主要目的是深入理解计算机网络的工作原理和性能特点，通过仿真工具对网络模型进行构建和分析，观察不同参数设置对网络性能的影响，从而为实际网络的设计、优化和故障诊断提供理论依据和实践经验。
二、实验环境本次实验使用了具体仿真软件名称作为仿真工具，该软件具有强大的网络建模和性能分析功能，能够支持多种网络协议和拓扑结构的模拟。
实验在 Windows 10 操作系统上进行，计算机配置为处理器型号、内存大小、硬盘容量。
三、实验内容（一）网络拓扑结构的构建首先，我们构建了一个简单的星型网络拓扑结构，包括一个中心节点和多个边缘节点。
中心节点作为服务器，边缘节点作为客户端。
通过设置不同的链路带宽和延迟参数，模拟了不同网络环境下的数据传输情况。
（二）网络协议的配置在构建好网络拓扑结构后，我们配置了常用的网络协议，如 TCP/IP 协议。
设置了 IP 地址、子网掩码、网关等参数，确保网络的连通性。
（三）流量生成与性能监测为了测试网络的性能，我们使用了流量生成工具，模拟了不同类型的网络流量，如文件传输、视频流、语音通话等。
同时，通过内置的性能监测模块，实时监测网络的吞吐量、延迟、丢包率等关键性能指标。
四、实验步骤1、打开仿真软件，创建一个新的项目。
2、在项目中绘制星型网络拓扑结构，添加中心节点和边缘节点，并连接它们之间的链路。
3、为链路设置带宽和延迟参数，例如，将某些链路的带宽设置为10Mbps，延迟设置为 50ms。
4、配置网络协议，为每个节点设置 IP 地址、子网掩码和网关。
5、启动流量生成工具，选择流量类型和流量强度，例如，生成一个持续的文件传输流量，速率为 5Mbps。
6、运行仿真实验，观察网络性能指标的变化。
7、调整参数，如增加链路带宽、减少延迟、改变流量类型和强度等，重复实验，比较不同参数设置下的网络性能。
五、实验结果与分析（一）带宽对网络性能的影响当链路带宽增加时，网络的吞吐量显著提高，延迟和丢包率降低。
计算机网络的实验报告
计算机网络的实验报告一、引言计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，它连接了人与人、人与信息的桥梁。
为了更好地理解计算机网络的原理和运行机制，我们进行了一系列实验，并通过本次实验报告来总结和分享我们的实验结果。
二、实验目的本次实验的目的是通过构建一个简单的局域网，掌握计算机网络的基本概念和实验操作。
我们将通过以下几个方面来达到实验目的：1. 理解网络拓扑结构：我们将构建一个由多台计算机和交换机组成的局域网，通过观察和分析网络拓扑结构，加深对计算机网络的理解。
2. 掌握IP地址和子网掩码的设置：在局域网中，每台计算机都需要有一个唯一的IP地址和子网掩码。
我们将学习如何正确设置IP地址和子网掩码，以确保网络正常运行。
3. 理解网络通信原理：在局域网中，计算机之间需要进行通信才能实现信息交换。
我们将学习如何配置网络参数，使不同计算机之间能够正常通信。
三、实验过程1. 实验环境准备：我们先准备了一台主机和两台客户机，以及一台交换机。
主机和客户机之间通过交换机连接，形成一个局域网。
2. 设置IP地址和子网掩码：我们为主机和客户机分别设置了不同的IP地址和子网掩码，以确保它们在同一个子网内。
3. 配置网络参数：我们通过设置网关和DNS服务器的IP地址，使主机和客户机能够正常访问外部网络。
4. 进行网络通信测试：我们在主机和客户机之间进行了Ping测试和文件传输测试，以验证网络配置的正确性和稳定性。
四、实验结果通过以上实验步骤，我们成功地构建了一个简单的局域网，并实现了主机和客户机之间的正常通信。
我们进行了多次Ping测试和文件传输测试，结果显示网络连接稳定，延迟较低，传输速度较快。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了计算机网络的基本概念和实验操作。
我们学会了如何构建局域网、设置IP地址和子网掩码，以及配置网络参数。
通过实验，我们进一步认识到计算机网络在现代社会中的重要性和应用广泛性。
在今后的学习和工作中，我们将继续深入研究计算机网络的原理和技术，不断提升自己的网络技能。
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Project1-ns3模拟数据中心
实验要求
根据上面的数据中心拓扑图，完成以下要求：
1.根据给定的数据中心的拓扑结构，利用ns3进行仿真
2.模拟两种通信模式(traffic pattern)
o all-to-all：每个服务器都发送消息给其他服务器消息，由拓扑结构可知，超过50%的消息传送将跨越两个簇(cluster)
o many-to-one：每个服务器都发送消息给其中一个服务器
3.测量两种模式下网络的仿真可以达到的吞吐量，找出网络瓶颈，并且说明如何改进
注：拓扑中的网络都是Ethernet网
实验内容
数据中心模拟
①实现及主要代码解释
a. 设置自定义的attribute
为了做实验方便，设置如下自定义attribute：
•pattern:通信模式，all-to-all或many-to-one，默认为1
•defaultDst:多对一模式下，接收消息的默认服务器序号，默认为0
•verbose:enable或者disable PacketSink和OnOffApplication的日志，默认为false •DataRate1:定义数据中心拓扑第一层的数据传输速率(Mbps)，默认为1.0 •DataRate2:定义数据中心拓扑第二层的数据传输速率(Mbps)，默认为1.0 •DataRate3:定义数据中心拓扑第三层的数据传输速率(Mbps)，默认为1.5 实现代码如下：
b. 创建结点
根据实验要求，总共需要创建15个结点，包括: •8 servers
• 4 ToR switches
• 2 Aggregation switches
• 1 Core switch
实现代码如下：
c. 创建CSMA网络节点
整个数据中心网络拓扑从下往上可以分为三层，即
•第一层：由服务器与ToR组成的ethernet网络，共有4个，编号为
•第二层：由ToR与Aggregation组成的ethernet网络，共有2个，编号为
•第三层：由Aggregation与Core组成的ethernet网络，共有1个，编号为将创建好的15个网络结点分配到这7个CSMA网络中，实现代码如下：
d. 设置CSMA网络attribute，并将其安装到相应结点上
根据实验要求中的网络拓扑，设置相应网络的属性
•所有直接相连的两个结点之间的延迟都为500ns
•第一层和第二层CSMA网络的数据传输速率都为1.0Mbps，第三层为1.5Mbps
然后安装到相应的网络结点上，实现代码如下（DataRate可以通过命令行参数设置，默认值即为原实验要求）：
e. 分配网络IP
根据实验要求，为每个结点安装协议栈，并为7个CSMA网络分配IP，实现代码如下
f. 初始化路由表
这里直接调用了ns3自带的路由实现，实现代码如下
g. 创建和分配PacketSink和OnOffClient
首先，创建sink和OnOff，实现代码如下
然后，分配sink到所有的server结点上，实现代码如下(其中server个数)：
再然后，分配OnOffClient到server结点上，并且根据pattern不同，进行不同的配置•pattern 1：每个服务器都发送消息给其他服务器消息，即发送消息给在另一个簇上面的4个服务器（每个服务器上建立4个OnOffClient）
•pattern 2：每个服务器都发送消息给同一个服务器，可以默认为
除外）上建立1个OnOffClient）
实现代码如下
这里解释一下一个函数
•getAddress：根据server的标号产生相应的
h. 配置相应的trace
这里采用pcap文件来trace所有的device，方便利用wireshark来分析实验结果，实现代码如下
②实验结果与分析
a. pattern 1 实验结果
scratch/为本次实验源程序文件），实验运行结果如下所示
从上面的结果可以看出，每个结点上的OnOffClient都有一半以上跨越了两个簇，产生的pcap文件如下所示
为了分析patten 1的网络吞吐量，根据all-to-all模式下网络的对称性，选取测量位置
•CSMA11：通过server n1(node 0/device 0)来估计
•CSMA21：通过ToR t1(node 8/device 1)来估计
•CSMA3 ：通过Aggregation a1(node 12/device 1)来估计
选取的测量标准为吞吐量，具体方法是
•使用wireshark分析相应的pcap文件中的tcp包
•使用statistics->TCP Stream Graph->Throughput Graph来查看整个过程中该结点上的吞吐量变化情况
•使用statistics->Summary来查看当前结点上网络平均吞吐量，以此估计相应CSMA网络的吞吐量
server n1上的测量结果如下
Throughput Graph
ToR t1上的测量结果如下Throughput Graph
Aggregation a1上的测量结果如下Throughput Graph
b. pattern 1 实验结果分析
首先对实验结果进行简单汇总
从上面的结果可以看出
•第1层CSMA网络平均吞吐量是0.255Mbps，带宽利用率为25.5%；
•第2层CSMA网络平均吞吐量是0.541Mbps，带宽利用率为54.1%；
•第3层CSMA网络平均吞吐量是0.993Mbps，带宽利用率为66.2%。
c. pattern 1 瓶颈及改进
•瓶颈
根据以上的实验结果可以看出来，从网络的平均吞吐量来看：第3层CSMA>第2层
CSMA>第1层CSMA2，从带宽利用率上看也是这样，所以作为core switch连接两个子网络但带宽过小的第三层网络成了整个网络的瓶颈。
•改进
可以加大第3层网络的带宽，防止数据流量过大出现拥塞的情况发生。
因此最后确定的网络带宽如下所示：
o CSMA11-14：1.0Mbps
o CSMA21-22：1.0Mbps
o CSMA3 ：2.0Mbps
•改进结果
从上面的结果可以看出加大第三层网络的带宽，确实提高了整个网络的吞吐量，尤其是对最底层的server结点来说。
d. pattern 2 实验结果
执行命令./waf --run "scratch/DC --pattern=2"，实验运行结果如下所示
从上面的结果可以看出，8个OnOffClient都将数据传输到n1，产生的pcap文件如下所示
为了分析patten 2的网络吞吐量，根据网络拓扑的对称性，选取测量位置
•CSMA11：通过server n1(node 0/device 0)来估计
•CSMA12：通过server n3(node 2/device 0)来估计
•CSMA13：通过server n5(node 4/device 0)来估计
•CSMA21：通过ToR t1(node 8/device 1)来估计
•CSMA22：通过ToR t3(node 10/device 1)来估计
•CSMA3 ：通过Aggregation a1(node 12/device 1)来估计
选取的测量标准为吞吐量，具体方法是
•使用wireshark分析相应的pcap文件中的tcp包
•使用statistics->TCP Stream Graph->Throughput Graph来查看整个过程中该结点上的吞吐量变化情况
•使用statistics->Summary来查看当前结点上网络平均吞吐量，以此估计相应CSMA网络的吞吐量
server n1上的测量结果如下
Throughput Graph
server n3上的测量结果如下Throughput Graph
server n5上的测量结果如下Throughput Graph
ToR t1上的测量结果如下Throughput Graph
ToR t3上的测量结果如下Throughput Graph
Aggregation a1上的测量结果如下Throughput Graph
e. pattern 2 实验结果分析
首先对实验结果进行简单汇总
从上面的结果可以看出
•第1层CSMA11网络平均吞吐量是0.974Mbps，带宽利用率为97.4%；•第1层CSMA11网络平均吞吐量是0.181Mbps，带宽利用率为18.1%；•第1层CSMA11网络平均吞吐量是0.115Mbps，带宽利用率为11.5%；
•第2层CSMA21网络平均吞吐量是0.601Mbps，带宽利用率为60.1%；
•第2层CSMA21网络平均吞吐量是0.178Mbps，带宽利用率为17.8%；
•第3层CSMA3网络平均吞吐量是0.361Mbps，带宽利用率为36.1%。
f. pattern 2 瓶颈及改进
•瓶颈
根据以上的实验结果可以看出来，整个网络拓扑中吞吐量最大的就是
pattern 2下，CSMA11网络就是整个网络的瓶颈。
•改进
可以加大第1层网络的带宽，防止数据流量过大出现拥塞的情况发生。
因此最后确定的网络带宽如下所示：
o CSMA11-14：2.0Mbps
o CSMA21-22：1.0Mbps
o CSMA3 ：1.5Mbps
•改进结果
从上面的结果可以看出加大第一层网络的带宽，确实提高了整个网络的吞吐量。
实验小结
本次实验通过
仿真发现了系统可能的瓶颈，并且思考了瓶颈产生的原因以及改善方案。