计算机网络技术 实验指导书
黄高飞 郑晖 雷峥嵘 刘外喜 编写
目 录
实验一 简单的异步串行通信实验（验证，2学时） ......................... 1 实验二 以太网组网实验（验证，2学时） ...................................... 12 实验三 实验四 实验五
路由配置实验（设计，2学时） ........................................... 15 网络数据包的监听与分析实验（验证，2学时） .............. 30 编写简单的客户/服务器程序（验证，2学时） .................. 35
实验一 简单的异步串行通信实验
一、实验目的
1、了解掌握RS－232接口标准以及DB9的主要引脚功能； 2、了解掌握串口通信的基本原理；
3、学习掌握RS－232电缆的制作和测试方法；
4、学习掌握使用Visual C＋＋进行串口编程的方法及其调试方法。
二、实验概述
串行口是一种最基本的通信接口，基本上所有的个人计算机及通信终端设备都配有这种接口。尽管异步串行通信受到传输距离和速率的限制，但由于它简单实用，至今仍然应用于各个领域之中。即使是在网络应用十分广泛的今天，异步串行通信依然是必不可少的。
1、异步串行通信
在计算机系统中，每个字符一般使用一个8位二进制代码表示。在数据通信中，通常将传送的每个字符的二进制代码按照由低位到高位的顺序依次发送的方式称为串行通信。图1-1是串行通信的示意图。由于串行通信只需在发送方和接收方之间建立一条通信信道，因此可以减小通信系统的造价。在远程通信中，一般采用串行通信方式。 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
发送方 图1-1 串行通信示意图
接收方 同步是数据通信中必须解决的一个重要问题。所谓同步就是要求通信的收发双方在时间基准上保持一致。在串行通信中，“异步”是同步收发双方通信的重要方式。在异步串行通信中，每个字符作为一个独立的整体进行发送，字符之间的时间间隔可以是任意的。为了实现同步，需要在每个字符的第一位前加1位起始符（逻辑1），并在字符的最后一位后加1位、1.5位或2位停止位（逻辑0）。异步串行传输的比特流结构如图1-2所示。 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
停止位（逻辑0） 起始位（逻辑1） 图1-2 异步串行传输的比特流结构
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常用的串行通信接口标准包括RS-232、RS-449、V.24、V.35等。其中，RS-232是最常用的串行通信标准之一。个人计算机及终端系统中配备的串行接口几乎都符合RS-232标准。
2、RS-232接口标准
在数据通信中，通常将数据终端设备简称为DTE（data terminal equipment），而将数据通信设备称为DCE（data circuit equipment）。DTE是具有一定数据处理能力以及发送和接收能力的设备，而DCE的主要作用是在DTE和传输线路之间提供信号变换和实现编码功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接。DTE可以是计算机或终端，也可以是各种I/O设备，而与模拟话路相连接的调制解调器（Modem）则是典型的DCE。RS-232的主要内容就是定义DTE和DCE之间的接口标准。
RS-232是美国电子工业协会EIA推荐使用的串行通信标准。其初衷是为了促进利用电话网进行数据通信应用的发展，现在也普遍应用于各类计算机或终端设备之间的短距离连接。
RS-232使用的连接器包括DB-25、DB-15和DB-9等几种类型，不同类型连接器使用的引脚定义也各不相同。目前，个人计算机配备的RS-232连接器通常为DB-9，它提供异步串行通信需要的9个信号；可分为针型接口和孔型接口，其中个人计算机上通常安装针型接口。DB-9引脚的排列和信号名称如图1-3所示。
信号地 GND 数据终端就绪 DTR 发送数据 TxD 接收数据 RxD 数据载波检测 GND 5 9 4 8 3 7 2 6 1 RTS 请求发送 DSR 数据设备就绪 RI 振铃指示 CTS 允许发送
图1-3 DB-9引脚排列和信号名称
RS－232采用负逻辑，逻辑0相当于对信号地有＋3～＋15V的电压，逻辑1相当于对信号地有－3～－15V的电压。在－3V～＋3V的过渡区，逻辑状态不定。RS－232串行口信号分为传送信号、联络信号和信号地3类。传送信号包括TxD（发送数据）和RxD（接收数据），它们是经由TxD传送和RxD接收的信息比特流。一个传送单位由起始位、数据位和停止位（有时还包含奇偶校验位）
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组成。
本次实验将两台计算机的串口进行直接连接，并通过简单的编程，实现键盘输入的对话功能，如图1-4所示。通过这个实验，要求可以较为深入的了解RS－232接口的主要特点，掌握RS－232接口的基本接线方法，学习利用高级语言控制个人计算机RS－232串行通信的基本过程。
串行电缆 计算机 A 计算机 B 图1-4 异步串行通信实验总体结构示意图
三、实验环境
为了完成异步串行通信实验，需要带有RS－232接口的计算机、铜缆、DB－9接口等设备和器件，具体需要的设备见下表1-1。其中为了完成RS－232接口的连线，电烙铁和焊锡是必需的。
表1-1 异步串行通信实验所需设备和器件清单
设备和器件名称 带有RS－232接口（DB－9针型接头）的计算机 2台 3芯以上的铜缆 DB－9孔型接头 电烙铁 焊锡 数量 若干米（通常不大于15m） 2个 1把 若干 制作好线缆后，两个PC作为一组，使用串口通信程序进行两PC间的通信。 四、实验内容与步骤
1、 制作RS－232电缆
RS－232定义的是DTE和DCE之间的接口标准，因此如果一个DTE设备（如个人计算机）和一个DCE设备（如MODEM）相连，连线相对比较简单，通常采用一对一的连接方法（即DTE接口的1引脚连接DCE接口的1引脚，DTE接口的2引脚连接DCE接口的2引脚??）。在该实验中，由于两台计算机的距离较近，因此可以将DCE设备省略，用电缆直接连接两台计算机之间的RS－232接口。在这种情况下，最简单最常用的连线方法是3线连接法。本次实验使用3线连接法。
3线连接法只使用电缆中的3条线，一条作为信号地线，一条作为发送线，一条作为接收线。在连接这种电缆时需要注意，电缆中的发送线和接收线需要交
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