實驗名稱： 局域網組建與基礎網絡命令應用

一、 實驗目的
1. 掌握使用雙絞線、交換機等設備組建小型局域網的物理連接方法。
2. 理解并配置計算機網絡的基本參數，包括IP地址、子網掩碼、默認網關和DNS服務器。
3. 學習并熟練使用常用的網絡診斷與測試命令，如ping、ipconfig（Windows）或ifconfig/ip addr（Linux）、tracert（或traceroute）、netstat、arp等。
4. 驗證網絡的連通性，并能夠分析和解決基本的網絡連通故障。

二、 實驗設備與環境
1. 計算機：兩臺或以上安裝有Windows或Linux操作系統的PC。
2. 網絡設備：一臺二層交換機（或集線器）。
3. 連接介質：若干條直通雙絞線（UTP網線）。
4. 軟件環境：操作系統自帶的命令行工具。

三、 實驗原理
1. 局域網（LAN）組建：通過交換機將所有計算機連接在同一個廣播域內，構成星型拓撲結構的局域網。交換機根據MAC地址表進行數據幀的轉發。
2. TCP/IP協議棧：是互聯網通信的基礎。實驗中主要涉及網絡層（IP協議）和傳輸層（TCP/UDP協議）。為每臺主機配置正確的IP地址（在同一網段）是實現通信的前提。
3. 網絡命令原理：
* ping：利用ICMP協議的“回送請求/應答”報文，測試與目標主機之間的網絡層連通性及往返時延。

• ipconfig/ifconfig：用于查看和配置網絡接口的詳細信息，如IP地址、MAC地址等。

• tracert/traceroute：通過發送TTL值遞增的IP數據包，探測到達目標主機所經過的路徑（路由器）。

• arp：用于查看和操作本地的ARP緩存表，實現IP地址到MAC地址的解析。

• netstat：顯示活動的網絡連接、監聽端口、路由表等網絡統計信息。

四、 實驗步驟與記錄
1. 物理連接：使用雙絞線將兩臺（或多臺）計算機的網口連接到交換機的普通端口上。
2. 配置IP地址（以Windows為例）：
* 進入“控制面板”->“網絡和共享中心”->“更改適配器設置”。

• 右鍵點擊“以太網”或相應網卡，選擇“屬性”。

• 雙擊“Internet協議版本4（TCP/IPv4）”。

• 選擇“使用下面的IP地址”，并手動配置。例如：

• PC1: IP地址 192.168.1.10， 子網掩碼 255.255.255.0， 默認網關（本次實驗可不設或設為192.168.1.1）。

• PC2: IP地址 192.168.1.20， 子網掩碼 255.255.255.0。

• 記錄：記錄下各臺計算機配置的IP地址和子網掩碼。

1. 使用ipconfig命令查看網絡配置：

• 在命令行中執行 ipconfig /all。

• 記錄：在報告中粘貼或抄錄命令輸出結果，重點關注IPv4地址、子網掩碼、物理地址（MAC地址）。

1. 測試網絡連通性：

• 在PC1上執行 ping 192.168.1.20。

• 觀察并記錄結果，包括是否收到回復、丟包率、往返時間。

• 在PC2上執行 ping 192.168.1.10。

• 記錄：粘貼成功的ping命令輸出截圖或描述結果。

1. 使用arp命令查看地址解析：

• 在成功ping通后，在PC1上執行 arp -a。

• 記錄：觀察ARP緩存表中是否出現了PC2的IP地址及其對應的MAC地址，并記錄。

1. 使用tracert命令（可選，可嘗試追蹤一個外網地址，如www.baidu.com）：

• 執行 tracert 8.8.8.8。

• 記錄：記錄下到達目標所經過的跳數及每個節點的響應時間。

1. 使用netstat命令：

• 執行 netstat -an 查看所有活動的連接和監聽端口。

• 記錄：簡要描述輸出中包含的信息類型。

五、 實驗結果與分析
1. 連通性測試：通過ping命令，兩臺計算機能夠成功收到對方的ICMP應答，表明局域網物理連接正確，IP地址配置在同一子網內，網絡層通信正常。
2. ipconfig輸出分析：驗證了手動配置的IP地址和子網掩碼已生效，并獲取了本機網卡的唯一MAC地址。
3. arp緩存分析：在ping通后，ARP緩存表自動記錄了對方IP與MAC地址的映射關系，這是數據鏈路層進行本地通信的基礎。
4. 故障模擬與分析（思考題）：
* 情況一：若將PC2的IP地址改為192.168.2.20（不同子網），再次從PC1ping PC2，結果會如何？為什么？

• 分析：ping命令會失敗。因為PC1判斷目的IP地址192.168.2.20與自己（192.168.1.10）不在同一網絡（通過子網掩碼計算），它會將數據包發往默認網關。而實驗中未設置或網關不存在，導致通信失敗。

• 情況二：拔掉PC2的網線后再ping，結果如何？與情況一有何不同？

• 分析：ping命令會顯示“請求超時”或“目標主機不可達”。此時是物理層/鏈路層中斷，ARP請求可能都無法發出或得不到響應，與網絡層配置錯誤的表現和底層原因不同。

六、 實驗
本次實驗成功完成了小型局域網的物理搭建與邏輯配置。通過手動設置IP地址，使多臺主機處于同一邏輯網絡。利用一系列基礎網絡命令，從底層（物理地址、ARP）到高層（IP連通性、路徑追蹤）對網絡進行了全面的測試和觀察。實驗加深了對TCP/IP協議棧分層工作原理的理解，特別是網絡層和數據鏈路層之間的協同。通過模擬不同的故障場景，初步掌握了網絡連通性問題診斷的基本思路和方法，即按照從物理層到應用層、從本地到遠端的順序進行排查。這些實踐技能是進一步學習網絡管理、網絡安全等知識的堅實基礎。

（注：本報告為通用模板，實際實驗中請根據具體實驗要求和操作細節進行修改、填充數據和截圖。）