计算机网络：验证性试验
驗證性實驗：
ipconfig
? ipconfig 是微軟操作系統(tǒng)的計算機上用來控制網(wǎng)絡(luò)連接的一個命令行工具。它的主要用來顯示當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接的配置信息（/all 參數(shù)）。
實作一
使用 ipconfig/all 查看自己計算機的網(wǎng)絡(luò)配置，盡可能明白每行的意思，特別注意 IP 地址、子網(wǎng)掩碼 Subnet Mask、網(wǎng)關(guān) Gateway。
實作二
使用 ipconfig/all 查看旁邊計算機的網(wǎng)絡(luò)配置，看看有什么異同。
除了ipv4外都相同。
? 問題
你的計算機和旁邊的計算機是否處于同一子網(wǎng)，為什么
是處于同一子網(wǎng)，因為子網(wǎng)掩碼相同，網(wǎng)關(guān)也一樣。
ping
? PING （Packet Internet Groper），因特網(wǎng)包探索器，用于測試網(wǎng)絡(luò)連接量的程序 。ping 是工作在 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中應(yīng)用層的一個服務(wù)命令， 主要是向特定的目的主機發(fā)送 ICMP（Internet Control Message Protocol 因特網(wǎng)報文控制協(xié)議）Echo 請求報文，測試目的站是否可達及了解其有關(guān)狀態(tài)。
實作一
要測試到某計算機如 重慶交通大學(xué) Web 服務(wù)器的連通性，可以使用 ping www.cqjtu.edu.cn 命令，也可直接使用 IP 地址。
請掌握使用該命令后屏幕顯示的反饋回來信息的意思，如：TTL、時間等。
發(fā)現(xiàn)ping不通，再試試百度的
成功ping通
實作二
使用 ping/? 命令了解該命令的各種選項并實際使用。
? TroubleShooting
假設(shè)你不能 ping 通某計算機或 IP，但你確定該計算機和你之間的網(wǎng)絡(luò)是連通的，那么可能的原因是什么？該如何處理能保證 ping 通？
答：可能是因為防火墻的原因，它會拒絕其他電腦的連接，導(dǎo)致無法ping通，關(guān)閉防火墻就可以了。
📬 秘籍 當(dāng)你的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障不能訪問某計算機如 14.215.177.39 (百度的 IP 地址之一 )
時，我們一般可采用由近及遠的連通性測試來確定問題所在。現(xiàn)假設(shè)你的 IP 是 192.168.1.89，你旁邊計算機的 IP 是
192.168.1.64，網(wǎng)關(guān)的 IP 是 192.168.1.1 ，那么過程如下：
? TroubleShooting
假設(shè)在秘籍中進行的網(wǎng)絡(luò)排查中，ping 百度的 IP 即 ping 14.215.177.39 沒問題，但 ping 百度的域名即 ping www.baidu.com 不行，那么可能的原因是什么？如何進行驗證和解決？
另外，經(jīng)常有同學(xué)問到的：“能上 QQ，但不能上網(wǎng)” 跟這個問題的原因是相似的。
答：能否ping通IP地址，與能否解析域名是兩回事
不能ping通IP地址，說明對方禁止ICMP報文或?qū)Ψ經(jīng)]有開機等
解析域名只是將域名翻譯成IP地址，不論該IP地址是否能夠正常訪問
解決：
1、使用nslookup命令查看dns是否配置，未配置設(shè)置下dns，使用8.8.8.8或114.114.114.114或其他。
2、使用ipconfig /flushdns 刷新下dns緩存。
tracert
? TRACERT (Trace Route 的組合縮寫)，也稱為路由追蹤，該命令行程序可用于跟蹤 Internet 協(xié)議 （IP） 數(shù)據(jù)包傳送到目標(biāo)地址時經(jīng)過的路徑。
實作一
要了解到某計算機如 www.baidu.com 中間經(jīng)過了哪些節(jié)點（路由器）及其它狀態(tài)，可使用 tracert www.baidu.com 命令，查看反饋的信息，了解節(jié)點的個數(shù)。
12個結(jié)點
實作二
ping.pe 這個網(wǎng)站可以探測從全球主要的 ISP 到某站點如 https://qige.io 的線路狀態(tài)，當(dāng)然也包括各線路到該主機的路由情況。請使用瀏覽器訪問 http://ping.pe/qige.io 進行了解。
? 問題一
tracert 能告訴我們路徑上的節(jié)點以及大致的延遲等信息，那么它背后的原理是什么？本問題可結(jié)合第二部分的 Wireshark 實驗進行驗證。
原理：
通過向目標(biāo)發(fā)送不同IP生存時間 (TTL) 值的Internet控制消息協(xié)議 (ICMP)”回應(yīng)數(shù)據(jù)包，Tracert診斷程序確定到目標(biāo)所采取的路由。要求路徑上的每個路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包之前至少將數(shù)據(jù)包上的 TTL 遞減 1。數(shù)據(jù)包上的 TTL 減為 0 時，路由器應(yīng)該將“ICMP 已超時”的消息發(fā)回源系統(tǒng)。
Tracert 先發(fā)送 TTL 為 1 的回應(yīng)數(shù)據(jù)包，并在隨后的每次發(fā)送過程將TTL遞增 1，直到目標(biāo)響應(yīng)或 TTL 達到最大值，從而確定路由。通過檢查中間路由器發(fā)回的“ICMP 已超時”的消息確定路由。某些路由器不經(jīng)詢問直接丟棄 TTL 過期的數(shù)據(jù)包，這在 Tracert 實用程序中看不到。
? 問題二
在以上兩個實作中，如果你留意路徑中的節(jié)點，你會發(fā)現(xiàn)無論是訪問百度還是棋歌教學(xué)網(wǎng)，路徑中的第一跳都是相同的，甚至你應(yīng)該發(fā)現(xiàn)似乎前幾個節(jié)點都是相同的，你的解釋是什么？
答：第一跳都是自己所在子網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)是這個子網(wǎng)的出入口，與外界的通信都需要通過網(wǎng)關(guān)。
? 問題三
在追蹤過程中，你可能會看到路徑中某些節(jié)點顯示為 * 號，這是發(fā)生了什么？
1、那一跳禁PING
2、那一跳不對TTL超時做響應(yīng)處理，直接丟棄
ARP
? ARP（Address Resolution Protocol）即地址解析協(xié)議，是用于根據(jù)給定網(wǎng)絡(luò)層地址即 IP 地址，查找并得到其對應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈路層地址即 MAC地址的協(xié)議。 ARP 協(xié)議定義在 1982 年的 RFC 826。
實作一
運行 arp -a 命令查看當(dāng)前的 arp 緩存， 請留意緩存了些什么。
然后 ping 一下你旁邊的計算機 IP（注意，需保證該計算機的 IP 沒有出現(xiàn)在 arp 緩存中，或者使用 arp -d * 先刪除全部緩存），再次查看緩存，你會發(fā)現(xiàn)一些改變，請作出解釋。
ping基本使用詳解 在網(wǎng)絡(luò)中ping是一個十分強大的TCP/IP工具。它的作用主要為：
（1）用來檢測網(wǎng)絡(luò)的連通情況和分析網(wǎng)絡(luò)速度；
（2）根據(jù)域名得到服務(wù)器IP；
（3）根據(jù)ping返回的TTL值來判斷對方所使用的操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)包經(jīng)過路由器數(shù)量。
實作二
請使用 arp /? 命令了解該命令的各種選項。
實作三
一般而言，arp 緩存里常常會有網(wǎng)關(guān)的緩存，并且是動態(tài)類型的。
假設(shè)當(dāng)前網(wǎng)關(guān)的 IP 地址是 192.168.0.1，MAC 地址是 5c-d9-98-f1-89-64，請使用 arp -s 192.168.0.1 5c-d9-98-f1-89-64 命令設(shè)置其為靜態(tài)類型的。
🗣 TroubleShooting
你可能會在實作三的操作中得到 “ARP 項添加失敗: 請求的操作需要提升” 這樣的信息，表示命令沒能執(zhí)行成功，你該如何解決？
解決;
1、使用 arp -a 命令 查看網(wǎng)關(guān)的MAC網(wǎng)卡物理地址
2、使用 netsh i i show in 命令 查看 本地連接的idx編號
3、使用 netsh -c “i i” add neighbors 本地連接的idx “網(wǎng)關(guān)IP” “網(wǎng)關(guān)mac” 命令綁定
4、使用 arp -a 查看結(jié)果
? 問題
在實作三中，為何緩存中常常有網(wǎng)關(guān)的信息？
我們將網(wǎng)關(guān)或其它計算機的 arp 信息設(shè)置為靜態(tài)有什么優(yōu)缺點？
因為網(wǎng)關(guān)是該子網(wǎng)的出入口，子網(wǎng)的與外界進行數(shù)據(jù)傳輸都要經(jīng)過網(wǎng)關(guān)，所以緩存中常常有網(wǎng)關(guān)。
靜態(tài)路由的優(yōu)點：
l 占用的 CPU 處理時間少。
l 便于管理員了解路由。
l 易于配置。
靜態(tài)路由的缺點：
l 配置和維護耗費時間。
l 配置容易出錯，尤其對于大型網(wǎng)絡(luò)。
l 需要管理員維護變化的路由信息。
l 不能隨著網(wǎng)絡(luò)的增長而擴展；維護會越來越麻煩。
l 需要完全了解整個網(wǎng)絡(luò)的情況才能進行操作。
DHCP
? DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）即動態(tài)主機配置協(xié)議，是一個用于 IP 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，位于 OSI 模型的應(yīng)用層，使用 UDP 協(xié)議工作，主要有兩個用途：
用于內(nèi)部網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動分配 IP 地址給用戶
用于內(nèi)部網(wǎng)管理員對所有電腦作中央管理
簡單的說，DHCP 可以讓計算機自動獲取/釋放網(wǎng)絡(luò)配置。
實作一
一般地，我們自動獲取的網(wǎng)絡(luò)配置信息包括：IP 地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān) IP 以及 DNS 服務(wù)器 IP 等。使用 ipconfig/release 命令釋放自動獲取的網(wǎng)絡(luò)配置，并用 ipconfig/renew 命令重新獲取，了解 DHCP 工作過程和原理。
DHCP 工作過程和原理:
https://blog.csdn.net/ningyuxuan123/article/details/87189387
netstat
? 無論是使用 TCP 還是 UDP，任何一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都與特定的端口（Port Number）關(guān)聯(lián)在一起。因此，每個端口都對應(yīng)于某個通信協(xié)議/服務(wù)。
netstat（Network Statistics）是在內(nèi)核中訪問網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)及其相關(guān)信息的命令行程序，可以顯示路由表、實際的網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的狀態(tài)信息，以及與IP、TCP、UDP 和 ICMP 協(xié)議相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，一般用于檢驗本機各端口的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運行狀況。
🌏 參考https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E9%80%9A%E8%A8%8A%E5%9F%A0 https://zh.wikipedia.org/wiki/TCP/UDP%E7%AB%AF%E5%8F%A3%E5%88%97%E8%A1%A8 https://cnbin.github.io/blog/2015/08/22/wang-luo-chang-yong-duan-kou-hao-da-quan/ https://www.jianshu.com/p/b866f3f6e46e https://blog.csdn.net/weixin_39800144/article/details/80929947實作一
Windows 系統(tǒng)將一些常用的端口與服務(wù)記錄在 C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\services 文件中，請查看該文件了解常用的端口號分配。
實作二
使用 netstat -an 命令，查看計算機當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)連接狀況。更多的 netstat 命令選項，可參考上面鏈接 4 和 5
📬 秘籍
打開的計算機端口，就是向 Internet 打開的一個通道。通過 netstat 命令，我們可以了解當(dāng)前計算機哪些端口是打開的，從而找出一些惡意后臺程序，分析其所作所為，并且可以進一步將相關(guān)端口關(guān)閉，降低安全風(fēng)險。
DNS
? DNS（Domain Name System）即域名系統(tǒng)，是互聯(lián)網(wǎng)的一項服務(wù)。它作為將域名和 IP 地址相互映射的一個分布式數(shù)據(jù)庫，能夠使人更方便地訪問互聯(lián)網(wǎng)。DNS 使用 TCP 和 UDP 的 53 號端口。
實作一
Windows 系統(tǒng)將一些固定的/靜態(tài)的 DNS 信息記錄在 C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\hosts 文件中，如我們常用的 localhost 就對應(yīng) 127.0.0.1 。請查看該文件看看有什么記錄在該文件中。
實作二
解析過的 DNS 記錄將會被緩存，以利于加快解析速度。請使用 ipconfig /displaydns 命令查看。我們也可以使用 ipconfig /flushdns 命令來清除所有的 DNS 緩存。
實作三
使用 nslookup qige.io 命令，將使用默認(rèn)的 DNS 服務(wù)器查詢該域名。當(dāng)然你也可以指定使用 CloudFlare（1.1.1.1）或 Google（8.8.8.8） 的全球 DNS 服務(wù)器來解析，如：nslookup qige.io 8.8.8.8，當(dāng)然，由于你懂的原因，這不一定會得到正確的答案。
cache
? cache 即緩存，是 IT 領(lǐng)域一個重要的技術(shù)。我們此處提到的 cache 主要是瀏覽器緩存。
瀏覽器緩存是根據(jù) HTTP 報文的緩存標(biāo)識進行的，是性能優(yōu)化中簡單高效的一種優(yōu)化方式了。一個優(yōu)秀的緩存策略可以縮短網(wǎng)頁請求資源的距離，減少延遲，并且由于緩存文件可以重復(fù)利用，還可以減少帶寬，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。
實作一
打開 Chrome 或 Firefox 瀏覽器，訪問 https://qige.io ，接下來敲 F12 鍵 或 Ctrl + Shift + I 組合鍵打開開發(fā)者工具，選擇 Network 面板后刷新頁面，你會在開發(fā)者工具底部看到加載該頁面花費的時間。請進一步查看哪些文件被 cache了，哪些沒有。
實作二
接下來仍在 Network 面板，選擇 Disable cache 選項框，表明當(dāng)前不使用 cache，頁面數(shù)據(jù)全部來自于 Internet，刷新頁面，再次在開發(fā)者工具底部查看加載該頁面花費的時間。你可比對與有 cache 時的加載速度差異。
📬 秘籍
你的計算機可能還在使用 XX 管家，XX衛(wèi)士之類的垃圾軟件，那么它可能就會在某些時候提示你計算機的垃圾文件有多少多少，請清理（其實是它本身應(yīng)該被清理！）之類的彈窗。如果你查看一下它判斷的所謂垃圾文件，你會發(fā)現(xiàn)大多都是瀏覽器的緩存，而你已經(jīng)明白了這些緩存文件的作用。所以，清理嗎？
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络：验证性试验的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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