计算机网络实验--验证性实验

ipconfig

ipconfig 是微软操作系统的计算机上用来控制网络连接的一个命令行工具。它的主要用来显示当前网络连接的配置信息

1.使用 ipconfig/all 查看自己计算机的网络配置

2.使用 ipconfig/all 查看旁边计算机的网络配置

将IP地址与子网掩码相与可得到该电脑的网络号，由此可知自己的电脑与旁边的电脑处于同一子网。（网络号均为192.168.0.0）

ping

PING （Packet Internet Groper），因特网包探索器，用于测试网络连接量的程序 。ping 是工作在 TCP/IP 网络体系结构中应用层的一个服务命令， 主要是向特定的目的主机发送 ICMP（Internet Control Message Protocol 因特网报文控制协议）Echo 请求报文，测试目的站是否可达及了解其有关状态。

1.ping www.cqjtu.edu.cn

其中字节是ping包的大小，时间是往返的时间，TTL是 Time To Live的缩写，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。

2.使用 ping/? 命令了解该命令的各种选项

假设你不能 ping 通某计算机或 IP，但你确定该计算机和你之间的网络是连通的，那么可能的原因是什么？该如何处理能保证 ping 通？

答：当你的网络出现故障不能访问某计算机如 14.215.177.39 (百度的 IP 地址之一 ) 时，我们一般可采用由近及远的连通性测试来确定问题所在。现假设你的 IP 是 192.168.1.89，你旁边计算机的 IP 是 192.168.1.64，网关的 IP 是 192.168.1.1 ，那么过程如下：
一.ping 127.0.0.1 ，测试自己计算机的状态，如果 OK，那么说明本机网络软件硬件工作正常，否则，问题在本机，检查本机 TCP/IP 配置即网卡状态等
二.ping 192.168.1.64 ，测试到旁边计算机的连通性，如果OK，那么说明本子网内部工作正常，否则，问题在本机网络出口到交换机之间，检查本机网卡到交换机的连线等
三.ping 192.168.1.1，测试到网关的连通性，如果 OK，那么说明本子网出口工作正常，否则，问题在网关，这是你无能为力的事情，报告给网管
四.ping 14.215.177.39，测试到百度的连通性，如果 OK，那就 OK，否则，问题在网关以外，这也是你无能为力的事情，报告给网管或者李彦宏？

tracert

1.了解某计算机到 www.baidu.com 中间经过了哪些节点（路由器）及其它状态，使用 tracert www.baidu.com 命令

2.ping.pe 这个网站可以探测从全球主要的 ISP 到某站点如 https://baidu.com 的线路状态，当然也包括各线路到该主机的路由情况。

问题1：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？
答：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。
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。通过检查中间路由器发回的“ICMP 已超时”的消息确定路由。某些路由器不经询问直接丢弃 TTL 过期的数据包，这在 Tracert 实用程序中看不到。

问题2：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？
答：因为出子网都要经过网关。

问题3：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？
答：出现 * 号的路由是因为有些节点出于安全考虑或网络问题没有回应。

ARP

ARP（Address 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。

1.运行 arp -a 命令查看当前的 arp 缓存

2.ping一下旁边的电脑

遇到一些问题，尝试关闭防火墙等方法未能解决。

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。

1.使用ipconfig/release命令释放自动获取的网络配置

2.ipconfig/renew 命令重新获取网络配置

在Windows系统下，如果由于某种原因计算机不能获取 DHCP 服务器的配置数据，那么Windows将会根据某种算法自动配置为 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Winodws系统采用这样的方案有什么意义？

答：Windows操作系统为了防止主机脱网，为网卡设置169.254.x.x的保留IP。当主机收到这样的ip时，就会知道该计算机不能获取DHCP服务器的配置数据。这是一种可以保持通讯的紧急网络处理方案。

netstat

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。
1.查看C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\services 文件了解常用的端口号分配

2.
使用 netstat -an 命令，查看计算机当前的网络连接状况

DNS

1.查看C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\hosts 文件

2.使用 ipconfig /displaydns 命令查看解析过的 DNS 记录

3.使用 nslookup qige.io 命令，使用默认的 DNS 服务器查询该域名

cache

cache 即缓存，是 IT 领域一个重要的技术。我们此处提到的 cache 主要是浏览器缓存。浏览器缓存是根据 HTTP 报文的缓存标识进行的，是性能优化中简单高效的一种优化方式了。一个优秀的缓存策略可以缩短网页请求资源的距离，减少延迟，并且由于缓存文件可以重复利用，还可以减少带宽，降低网络负荷。

1.访问 https://qige.io，F12打开开发者工具，选择 Network 面板后刷新页面，查看加载该页面花费的时间

2.禁用cache 再刷新界面查看加载时间，比对与有 cache 时的加载速度差异

可看出明显的加载时间差异。