网络实验（OPenLab）

2024-07-02 03:08:01

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任务内容

1、学习每个简单网络命令的作用及参数的含义。
2、在OpenLab实验平台上创建实验。
3、使用命令查看网络配置、检测网络状态和跟踪路由等。
实验原理

一、ifconfig命令

ifconfig用于显示、设置、启动和停止网络设备。通过此命令能够显示出正在使用的计算机的IP地址、子网掩码和默认网关等。当网络环境发生改变时可通过此命令对网络进行相应的配置。ifconfig命令的格式和参数解释如下：
（1）命令格式：
ifconfig [网络设备] [参数]

（2）命令参数如下表所示：

二、ping命令

ping命令用于检查网络是否通畅和网络连接速度。简单地说，网络上的机器都有唯一确定的IP地址，给目标IP地址发送一个数据包，就会返回一个同样大小的数据包，根据返回的数据包可以确定目标主机是否存在，可以初步判断网络是否通畅以及连接速度等信息。根据数据包返回时间和丢包率，可以大致判断出网络是否稳定。Ping的返回异常信息有“Request Timed Out”、“Destination Net Unreachable”、“Bad IP address”和“Source quench received”：
（1） Request Timed Out表示对方主机可以到达但是连接超时，这种情况通常是对方拒绝接收你发给它的数据包而造成的数据包丢失。原因可能是对方装有防火墙。
（2） Destination Net Unreachable表示对方主机不存在或者没有跟对方建立连接。
（3） Bad IP address表示可能没有连接到DNS服务器所以无法解析这个IP地址，也可能是IP地址不存在。
（4） Source quench received表示对方或中途的服务器繁忙无法回应。
说明：“destination host unreachable”和“time out”的区别：如果所经过的路由器的路由表中具有到达目标的路由，而目标因为其它原因不可到达，这时候会出现“time out”，如果路由表中连到达目标的路由都没有，那就会出现“destination host unreachable”。
ping命令的格式和参数解释如下：
（1）命令格式：
ping [参数] [主机名或IP地址]
（2）命令参数如下表所示：

三、traceroute命令

traceroute是用来显示源主机到目标主机之间所经过的网关的命令。traceroute命令用IP生存时间（TTL）字段和ICMP错误消息来确定从一个主机到网络上其他主机的路由。首先，traceroute发送一个TTL是1的IP数据包到目的地，当路径上的第一个路由器收到这个数据包时，TTL将会减1。此时，TTL变为0，所以该路由器会将此数据包丢掉，并返回一个ICMP time exceeded消息（包括发IP包的源地址，IP包的所有内容及路由器的IP地址）。traceroute收到这个消息后，便知道这个路由器存在于路径上，接着traceroute再发送一个TTL是2的数据包，继而发现第2个路由器。依此规律，traceroute每次将发送的数据包的TTL加1来发现下一个路由器，一直持续到某个数据包抵达目的地。当数据包到达目的地后，该主机则不会返回ICMP time exceeded消息，此时traceroute通过UDP数据包向不常见端口（30000以上）发送数据包，因此会收到ICMP port unreachable消息，故可判断到达目的地。
traceroute命令的格式和参数解释如下：
（1）命令格式：
traceroute [参数] [主机]
（2）命令参数如下表所示：

四、route命令

route用于显示和操作IP路由表，它的主要作用是创建静态路由。在Linux系统中，设置路由通常是为了解决以下问题：Linux系统在一个局域网中，局域网中有一个网关，若要让机器访问Internet，那么就需要将网关的IP地址设置为Linux机器的默认路由。route命令的格式和参数解释如下：
（1）命令格式：
route [-f] [-p] [command] [destination] [mask netmask] [gateway] [metric] [if interface]
（2）命令参数如下表所示：

说明：直接在命令行下执行route命令来添加路由，不会永久保存，当网卡重启或者机器重启之后，该路由就失效了，可以在/etc/rc.local中添加route命令来保证该路由设置永久有效。
实验步骤

一、ifconfig命令

步骤 1 在应用菜单页面，单击终端图标，打开终端，如下图所示。

步骤 2 执行su root命令，切换到root用户。

说明：root用户的密码为root@openlab。

步骤 3 执行ifconfig命令，查看网络设备信息，如下图所示。

其中：
- eth0表示第一块网卡。
- HWaddr表示网卡的物理地址即MAC地址。
- inet addr表示网卡的IPv4地址。
- inet6 addr表示网卡的IPv6地址。
- Bcast表示网卡的广播地址。
- Mask表示子网掩码地址。
- UP表示网卡开启状态。
- RUNNING表示网卡的网线被接上。
- MULTICAST表示支持组播。
- MTU表示最大传输单元。
- RX packets、TX packets表示接收、发送数据包情况统计。
- RX byte、TX bytes表示接收、发送数据字节数统计信息。
- lo表示主机的回坏地址。一般是用来测试一个网络程序时又不想让局域网或外网的用户能够查看，只能在此台主机上运行和查看所用的网络接口，比如把httpd服务器指定到回坏地址后，在浏览器输入127.0.0.1就能看到你所架WEB网站，但只有您能看得到，局域网的其它主机或用户无从知道。
步骤 4 执行如下命令，关闭网卡。
```
# ifconfig eth0 down
```
步骤 5 执行ifconfig命令查看网络设备信息。

如下图所示，图中已无eth0网卡信息，表示eth0网卡已关闭。

步骤 6 执行如下命令，开启网卡。
```
# ifconfig eth0 up
```
步骤 7 执行ifconfig命令查看网络设备信息。

如下图所示，图中有eth0网卡信息，表示eth0网卡已启动。

步骤 8 执行如下命令，配置IP地址等信息。
```
# ifconfig eth0 192.168.2.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.2.255
```
其中：192.168.2.10表示IP地址，255.255.255.0表示子网掩码，192.168.2.255表示广播地址。

步骤 9 执行ifconfig命令，查看配置后的网络信息。如下图所示。

步骤 10 执行reboot命令，重启服务器。

步骤 11 执行ifconfig命令，查看配置后的网络信息，如下图所示。

说明：机器重启后，配置的IP地址就失效了，若想将配置信息永久地存的电脑里，需要修改网卡的配置文件。

二、ping命令

步骤 1 执行ping 127.0.0.1命令，ping回环地址，检查本地的TCP/IP协议是否设置好，如下图所示。

其中：
- 64 bytes：表示本次传送的ICMP包的大小，此值为预设值。
- icmp_seq=x：（x是大于1的整数）是响应包的数列号，这个序列号如果是在网络正常的情况下是连续的，如果出现不连续的情况，网络会出现丢包的情况。丢包可能物理硬件造成的，但也可能是IP冲突造成的。
- ttl=64：表示IP数据包在计算机网络中的存在的时间。
- time：表示服务器回应客户端的响应时间。
说明：执行Ctrl+c可停止发送数据包。

步骤 2 执行ping 30.0.0.152命令，ping本机IP地址，检查本机的IP地址是否设置有误。

说明：ping本网网关或本网IP地址，可以检查硬件设备是否有问题，也可以检查本机与本地网络连接是否正常（在非局域网中这一步骤可以忽略）。

步骤 3 执行如下命令，通过域名ping公网上的站点，查看网络联通性，执行结果如下图所示。
```
$ ping -c 5 www.sdnlab.com
```
其中：-c 5表示在发送5个数据包后停止。

说明：如果实验环境无法连接外网，则命令中的www.sdnlab.com替换为OpenLab实验平台的地址。

三、traceroute命令

步骤 1 执行su root命令，切换到root用户。

步骤 2 执行apt-get install traceroute命令，安装traceroute工具。

说明：如果软件已经安装，将会提示“traceroute is already the newest version”的信息，以下类同。

步骤 3 执行traceroute www.sdnlab.com命令，追踪网络数据包的路由途径，执行结果如下图所示。

说明：如果实验环境无法连接外网，则命令中的www.sdnlab.com替换为OpenLab实验平台的地址。

其中：
- 记录按序列号从1开始，每个记录就是一跳，每跳表示一个网关。
- 每行有三个时间，单位是毫秒，表示探测数据包向每个网关发送三个数据包，网关响应后返回的时间。如果您用traceroute -q 4 www.sdnlab.com，表示向每个网关发送4个数据包。
步骤 4 执行traceroute -m 10 www.sdnlab.com，设置路由追踪10条，即只发回通过10个网关的信息，如下图所示。

步骤 5 执行traceroute -w 3 www. sdnlab.com命令，把对外发探测包的等待响应时间设置为3秒，如下图所示。

四、route命令

步骤 1 执行route命令，显示当前路由，执行结果如下图所示。

其中：
- Destination：表示目标网段或主机。
- Gateway：表示网关地址，“*”表示目标是本主机所属的网络，不需要路由。
- Genmask：表示网络掩码。
- Flags：表示标记。常用标记如下：
  U表示路由是活动的；H表示目标是一个主机；G表示路由指向网关；R表示恢复动态路由产生的表项；D表示由路由的后台程序动态地安装；M表示由路由的后台程序修改；！表示拒绝路由。
- Metric：表示路由距离，到达指定网络所需的中转数（Linux内核中没有使用）。
- Ref：表示路由项引用次数（Linux内核中没有使用）。
- Use：表示此路由项被路由软件查找的次数。
- Iface：表示该路由表项对应的输出接口。
步骤 2 执行如下命令添加网关。
```
# route add -net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0 dev eth0
```
步骤 3 执行route命令，显示当前路由。

如下图所示，添加了一个224.0.0.0的路由，其中主机所在的网络地址为224.0.0.0，网络掩码为240.0.0.0，当前路由使启动状态，通过eth0转发数据包。

步骤 4 执行如下命令删除路由。
```
# route del -net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0
```
步骤 5 执行route命令，显示当前路由。

如下图所示，224.0.0.0路由已被删除。

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