验证性实验

一、ipconfig
- 实作一
- 实作二
二、ping
- 实作一
- 实作二
三、tracert
- 实作一
- 实作二
四、ARP
- 实作一
- 实作二
- 实作三
五、DHCP
- 实作一
六、netstat
- 实作一
- 实作二
七、DNS
- 实作一
- 实作二
- 实作三
八、cache
- 实作一
- 实作二

一、ipconfig

实作一

使用 ipconfig/all 查看自己计算机的网络配置，尽可能明白每行的意思，特别注意 IP 地址、子网掩码 Subnet Mask、网关 Gateway。
回答：IP地址是网络层用于定位一台主机的地址，分为两部分，网络号和主机号；子网掩码常和IP地址一起出现，将子网掩码和IP地址相与可以得到对应的网络号；网关：一般为网络号的第一个地址，所有内部网络与外部通信都需要经过网关

实作二

使用 ipconfig/all 查看旁边计算机的网络配置，看看有什么异同。
问题：你的计算机和旁边的计算机是否处于同一子网，为什么？
回答：是，因为子网掩码相同，相与得到的网络号也相同

二、ping

实作一

要测试到某计算机如重庆交通大学 Web 服务器的连通性，可以使用 ping www.cqjtu.edu.cn 命令，也可直接使用 IP 地址。
请掌握使用该命令后屏幕显示的反馈回来信息的意思，如：TTL、时间等。
回答：TTL：time to live，是指该字段指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量，即跳数；时间是指表示主机回答相应的时间，是一个变值。

实作二

使用 ping/? 命令了解该命令的各种选项并实际使用。
TroubleShooting

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？

回答：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：

1.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

2.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

3.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

4.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。

TroubleShooting

假设在进行的网络排查中，ping 百度的 IP 即 ping 14.215.177.39 没问题，但 ping 百度的域名即 ping www.baidu.com 不行，那么可能的原因是什么？如何进行验证和解决？

另外，经常有同学问到的：“能上 QQ，但不能上网” 跟这个问题的原因是相似的。

回答：域名ping不通说明域名解析不出来。
负责解析域名的，就是DNS，
首先清空一下DNS缓存，命令窗口ipconfig/flushdns然后设置电脑的DNS为google的DNS 8.8.8.8 或者电信的 101.226.4.6或者114.114.114.114大部分是可以的如果还是Ping不通则可联系给域名服务的服务商，他们会给出dns服务器。
能上 QQ，但不能上网是因为QQ是不需要DNS解析域名的，DNS再怎么出问题也不会影响

三、tracert

实作一

要了解到某计算机如 www.baidu.com 中间经过了哪些节点（路由器）及其它状态，可使用 tracert www.baidu.com 命令，查看反馈的信息，了解节点的个数。

实作二

ping.pe 这个网站可以探测从全球主要的 ISP 到某站点如 https://qige.io 的线路状态，当然也包括各线路到该主机的路由情况。请使用浏览器访问 http://ping.pe/qige.io 进行了解。
问题一

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？本问题可结合第二部分的 Wireshark 实验进行验证。

回答：tracert背后的原理就是基于IP包中的TTL，每当数据包经过一个路由器，其存活时间就会减1。当其存活时间是0时，主机便取消数据包，并发送一个ICMP TTL数据包给原数据包的发出者。
计算机发出TTL从1开始逐次加一的ICMP报文，通过返回的ICMP报文得到沿途IP信息。
tracert baidu的时候使用wireshark进行抓包
问题二

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？

回答：第一跳相同是因为访问外部网络都需要经过网关，即计算机所在的子网的出口路由器的接口地址，所有出口流量都会经过这个接口，所以相同。前几跳相同表明该子网出口流量必经过前几跳ip代表的路由器。

问题三

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？

回答：出现 * 号的路由是因为出于安全考虑或网络问题没有回应。大多数防火墙以及启用了防火墙功能的路由器缺省配置为不返回各种 ICMP 报文，其余路由器或交换机也可被管理员主动修改配置变为不返回 ICMP 报文。因此 Traceroute 程序不一定能拿全所有的沿途网关地址。

四、ARP

实作一

运行 arp -a 命令查看当前的 arp 缓存，请留意缓存了些什么。

然后 ping 一下你旁边的计算机 IP（注意，需保证该计算机的 IP 没有出现在 arp 缓存中，或者使用 arp -d * 先删除全部缓存），再次查看缓存，你会发现一些改变，请作出解释。
回答：ping旁边的计算机后，再使用arp命令，会出现旁边计算机的mac地址，且是动态的

实作二

请使用 arp /? 命令了解该命令的各种选项。

实作三

一般而言，arp 缓存里常常会有网关的缓存，并且是动态类型的。

假设当前网关的 IP 地址是 192.168.0.1，MAC 地址是 5c-d9-98-f1-89-64，请使用 arp -s 192.168.0.1 5c-d9-98-f1-89-64 命令设置其为静态类型的。

回答：网关ip为10.160.255.254 mac为00-74-9c-9f-40-13 动态
TroubleShooting

你可能会在实作三的操作中得到 “ARP 项添加失败: 请求的操作需要提升” 这样的信息，表示命令没能执行成功，你该如何解决？

回答：权限不够，需要以管理员身份启动cmder

问题

在实作三中，为何缓存中常常有网关的信息？

我们将网关或其它计算机的 arp 信息设置为静态有什么优缺点？

回答：将网关的arp设置为静态可以有效预防arp欺骗，避免计算机受到攻击
缺点就是不够灵活，并且麻烦。

五、DHCP

实作一

一般地，我们自动获取的网络配置信息包括：IP 地址、子网掩码、网关 IP 以及 DNS 服务器 IP 等。使用 ipconfig/release 命令释放自动获取的网络配置，并用 ipconfig/renew 命令重新获取，了解 DHCP 工作过程和原理。

回答：release后可以看到网络配置消失，计算机显示断网

renew后网络配置有了，而且和之前的网络配置一样

TroubleShooting

如果你没能成功的释放，请思考有哪些可能的原因并着手进行解决？

回答：可能因为没有加适配器，网卡或驱动，加一个适配器，网卡或驱动。

问题

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？

回答：因为这是内部地址，只适合在内部进行通信，内部地址不能访问外部网络，需要通过NAT协议翻译为外部地址，意义是：可以增提高ip利用率。

六、netstat

无论是使用 TCP 还是 UDP，任何一个网络服务都与特定的端口（Port Number）关联在一起。因此，每个端口都对应于某个通信协议/服务。

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。

实作一

Windows 系统将一些常用的端口与服务记录在 C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\services 文件中，请查看该文件了解常用的端口号分配。

实作二

使用 netstat -an 命令，查看计算机当前的网络连接状况。

七、DNS

DNS（Domain Name System）即域名系统，是互联网的一项服务。它作为将域名和 IP 地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS 使用 TCP 和 UDP 的 53 号端口。

实作一

Windows 系统将一些固定的/静态的 DNS 信息记录在 C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\hosts 文件中，如我们常用的 localhost 就对应 127.0.0.1 。
查看该文件。

实作二

解析过的 DNS 记录将会被缓存，以利于加快解析速度。请使用 ipconfig /displaydns 命令查看。我们也可以使用ipconfig /flushdns命令来清除所有的 DNS 缓存。

DNS记录太长，因此只展示一部分，如下图所示。

实作三

使用 nslookup qige.io 命令，将使用默认的 DNS 服务器查询该域名。当然你也可以指定使用 CloudFlare（1.1.1.1）或 Google（8.8.8.8）的全球 DNS 服务器来解析，如：nslookup qige.io 8.8.8.8。

✎问题

Q：使用插件或自己修改hosts文件来屏蔽广告，思考一下这种方式为何能过滤广告？如果某些广告拦截失效，那么是什么原因？你应该怎么进行分析从而能够成功屏蔽它？
A： hosts文件是一个用于存储计算机网络中节点信息的文件，它可以将主机名映射到相应的IP地址，实现DNS的功能，它可以由计算机的用户进行控制。
hosts相当于一个字典，如果查到输入的域名在hosts之中，则会先调用其对应的IP，而不通过DNS，因此能够通过手动添加修改错误的<ip-网址>来达到屏蔽某网站的目的。通过将127.0.0.1广告链接设置为广告推送链接，从而广告链接就不会访问到本机，而是访问它自己的服务器。
如果广告拦截失效，是因为有跨服务器访问问题，可以使用adsafe广告管家解决这个问题。

八、cache

ache 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。

实作一

打开 Chrome 或 Firefox 浏览器，访问 https://qige.io ，接下来敲 F12 键或 Ctrl + Shift + I 组合键打开开发者工具，选择 Network 面板后刷新页面，你会在开发者工具底部看到加载该页面花费的时间。

在Chrome浏览器上访问https://qige.io，打开开发者工具，选择Network面板后刷新页面。

实作二

在Network面板选择Disable cache选项，再刷新。

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