实验名称： 局域网组建与基础网络命令应用

一、 实验目的
1. 掌握使用双绞线、交换机等设备组建小型局域网的物理连接方法。
2. 理解并配置计算机网络的基本参数，包括IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器。
3. 学习并熟练使用常用的网络诊断与测试命令，如ping、ipconfig（Windows）或ifconfig/ip addr（Linux）、tracert（或traceroute）、netstat、arp等。
4. 验证网络的连通性，并能够分析和解决基本的网络连通故障。

二、 实验设备与环境
1. 计算机：两台或以上安装有Windows或Linux操作系统的PC。
2. 网络设备：一台二层交换机（或集线器）。
3. 连接介质：若干条直通双绞线（UTP网线）。
4. 软件环境：操作系统自带的命令行工具。

三、 实验原理
1. 局域网（LAN）组建：通过交换机将所有计算机连接在同一个广播域内，构成星型拓扑结构的局域网。交换机根据MAC地址表进行数据帧的转发。
2. TCP/IP协议栈：是互联网通信的基础。实验中主要涉及网络层（IP协议）和传输层（TCP/UDP协议）。为每台主机配置正确的IP地址（在同一网段）是实现通信的前提。
3. 网络命令原理：
* ping：利用ICMP协议的“回送请求/应答”报文，测试与目标主机之间的网络层连通性及往返时延。

• ipconfig/ifconfig：用于查看和配置网络接口的详细信息，如IP地址、MAC地址等。

• tracert/traceroute：通过发送TTL值递增的IP数据包，探测到达目标主机所经过的路径（路由器）。

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

• netstat：显示活动的网络连接、监听端口、路由表等网络统计信息。

四、 实验步骤与记录
1. 物理连接：使用双绞线将两台（或多台）计算机的网口连接到交换机的普通端口上。
2. 配置IP地址（以Windows为例）：
* 进入“控制面板”->“网络和共享中心”->“更改适配器设置”。

• 右键点击“以太网”或相应网卡，选择“属性”。

• 双击“Internet协议版本4（TCP/IPv4）”。

• 选择“使用下面的IP地址”，并手动配置。例如：

• PC1: IP地址 192.168.1.10， 子网掩码 255.255.255.0， 默认网关（本次实验可不设或设为192.168.1.1）。

• PC2: IP地址 192.168.1.20， 子网掩码 255.255.255.0。

• 记录：记录下各台计算机配置的IP地址和子网掩码。

1. 使用ipconfig命令查看网络配置：

• 在命令行中执行 ipconfig /all。

• 记录：在报告中粘贴或抄录命令输出结果，重点关注IPv4地址、子网掩码、物理地址（MAC地址）。

1. 测试网络连通性：

• 在PC1上执行 ping 192.168.1.20。

• 观察并记录结果，包括是否收到回复、丢包率、往返时间。

• 在PC2上执行 ping 192.168.1.10。

• 记录：粘贴成功的ping命令输出截图或描述结果。

1. 使用arp命令查看地址解析：

• 在成功ping通后，在PC1上执行 arp -a。

• 记录：观察ARP缓存表中是否出现了PC2的IP地址及其对应的MAC地址，并记录。

1. 使用tracert命令（可选，可尝试追踪一个外网地址，如www.baidu.com）：

• 执行 tracert 8.8.8.8。

• 记录：记录下到达目标所经过的跳数及每个节点的响应时间。

1. 使用netstat命令：

• 执行 netstat -an 查看所有活动的连接和监听端口。

• 记录：简要描述输出中包含的信息类型。

五、 实验结果与分析
1. 连通性测试：通过ping命令，两台计算机能够成功收到对方的ICMP应答，表明局域网物理连接正确，IP地址配置在同一子网内，网络层通信正常。
2. ipconfig输出分析：验证了手动配置的IP地址和子网掩码已生效，并获取了本机网卡的唯一MAC地址。
3. arp缓存分析：在ping通后，ARP缓存表自动记录了对方IP与MAC地址的映射关系，这是数据链路层进行本地通信的基础。
4. 故障模拟与分析（思考题）：
* 情况一：若将PC2的IP地址改为192.168.2.20（不同子网），再次从PC1ping PC2，结果会如何？为什么？

• 分析：ping命令会失败。因为PC1判断目的IP地址192.168.2.20与自己（192.168.1.10）不在同一网络（通过子网掩码计算），它会将数据包发往默认网关。而实验中未设置或网关不存在，导致通信失败。

• 情况二：拔掉PC2的网线后再ping，结果如何？与情况一有何不同？

• 分析：ping命令会显示“请求超时”或“目标主机不可达”。此时是物理层/链路层中断，ARP请求可能都无法发出或得不到响应，与网络层配置错误的表现和底层原因不同。

六、 实验
本次实验成功完成了小型局域网的物理搭建与逻辑配置。通过手动设置IP地址，使多台主机处于同一逻辑网络。利用一系列基础网络命令，从底层（物理地址、ARP）到高层（IP连通性、路径追踪）对网络进行了全面的测试和观察。实验加深了对TCP/IP协议栈分层工作原理的理解，特别是网络层和数据链路层之间的协同。通过模拟不同的故障场景，初步掌握了网络连通性问题诊断的基本思路和方法，即按照从物理层到应用层、从本地到远端的顺序进行排查。这些实践技能是进一步学习网络管理、网络安全等知识的坚实基础。

（注：本报告为通用模板，实际实验中请根据具体实验要求和操作细节进行修改、填充数据和截图。）