计算机网络课程中测试命令应用范文

［摘要］IP协议为运输层提供无连接的、尽力而为的服务，却不包括流量控制与差错控制功能，因而传输错误在所难免；源主机无法得知数据报的传输质量，因此需要提供某种机制来了解网络的状态。利用ICMP(Internet控制消息协议)的相关命令可以进行网络的基本配置、网络连通性测试及基本网络诊断，其中，PING命令在测试子划分网连通性等实际问题中的应用尤为重要。

［关键词］控制消息协议；网络命令；连通性；子网

随着计算机应用的普及，网络在日常工作和社会生活的方方面面中都起着至关重要的作用，全民进入了信息化时代。在享用网络带来的便利的同时，不法分子也在寻找网络存在的漏洞，窃取一些重要或机密的信息，这对用户来说，存在一定程度上的安全隐患，更有甚者造成了其经济上的损失。因此，加强对计算机网络安全问题的研究十分重要。严重的攻击不仅使网络面临无法工作甚至是瘫痪的风险，还会涉及个人信息、财产等安全，更有甚者会危及生命和国家利益的安全，所以人们对网络安全的要求也越来越高。而计算机网络是非常复杂的系统，不管是否遭受到外来的攻击，即使是网络设备或主机的软硬件设置问题，都会引起网络出现异常。网络受到的攻击是层出不穷的，不同的攻击有不同的处理方法，需要具体问题具体分析，这是一个复杂的难题。作为计算机网络的初学者，要解决这样的难题是不太现实的，况且联网的计算机都会安装杀毒软件，这些杀毒软件会拦截绝大部分的攻击，所以初学者遇到网络不能正常运行或链接不上网络时，可通过ICMP方法进行测试诊断，尽可能地判断故障的原因和位置。现在网络测试命令很多也较全面，功能也很完善，由于是操作系统自带的命令，使用起来简单且操作方便，对于判断网络故障以及从事网络专业教学工作均具有现实意义。作为计算机网络课程的主教老师，以海南热带海洋学院计算机网络实验室（6501）为实验环境，介绍基于ICMP的相关命令PING命令的使用。

一、ICMP概述

ICMP是因特网的标准协议，其主要任务和功能包括提高IP数据报交付成功的机会和允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常的报告。ICMP差错报告采用路由器-源主机的模式，在遇到网络故障时，可以用ICMP协议中的PING（因特网包探索器）命令来大致检查故障出现的范围，一般步骤如下：（1）使用Ipconfig/all观测本地网络设置是否正确，主要显示接口的IP地址、子网掩码和默认网关信息，可以通过这些信息来检测TCP/IP设置是否正确。（2）PING127.0.0.1，PING回送地址，是为了检查本地的TCP/IP设置情况，如果畅通表明TCP/IP的设置正确。（127.0.0.1）是每个主机系统内部设定的环回测试地址，可通过PING127.0.0.1来测试主机的TCP/IP是否正确安装和配置正确。（3）PING本地IP地址，是为了检测本地的IP地址设置情况。（4）PING本网段的网关或本网段的IP地址，是为了检测硬件设备是否有问题，也可检测本机与本地网络连接是否正常。（5）PING本地DNS，是为了检测DNS是否存在故障。（6）PING远程IP地址，是为了检测本网或本机与外部网络的连接是否正常。下面以实例介绍ICMP协议的一些命令的使用。

二、ICMP应用举例

实验环境：以海南热带海洋学院计算机网络实验室6501为例，安装了WindowsXP/Windows7操作系统的计算机，为本地局域网环境（交换机、多根直通线）。实验通过分组实现，每个圆桌共有六台电脑和与之匹配的小组控制机柜，每台电脑都配有实验网卡和管理网卡两张网卡，通过实验网卡与小组控制机柜连接，通过管理网卡与核心控制机柜连接。具体的实现环境如图1、图2所示。实验要求：按照分好的6个组，每个组的学生坐在一起。组内再分每三个学生作为一小组，实验前分配好各自的实验任务，为避免实验出现混乱，三个学生需要规划好使用的主机的顺序，即A、B、C三台主机确定，再规划好IP配置（使用192.168.0.0/24这段私有IP地址），然后将实验网卡的IP地址、子网掩码、默认网关等参数记录并保留起来，实验完成后再恢复。

三、实验内容

在实验前，已检测局域网的环境，确保TCP/IP配置正确，确保实验能正常完成。首先禁用管理网卡，防止在做第二个实验时，位于不同子网情况下两台主机通过管理网卡连接到核心控制机柜而检测出连通情况，从而得出错误的实验结论。配置实验网卡的TCP/IP属性（包括IP地址、子网掩码、网关、DNS）；每台主机都要PING127.0.0.1，PING本机IP地址，PING邻机IP地址，注意观察实际情况并记录；分别将相邻的2台PC机分别设置为同一子网、不同子网和相同的IP地址三种情况，再用PING命令进行测试，注意观察并记录，最后进行实验结果的分析。1.先验证A、B两台主机位于相同子网时的连通情况。配置主机A、主机B、主机C的实验网卡的IP地址、子网掩码等参数，使A主机、B主机、C主机在相同子网下，此时A主机的IP地址配置为192.168.7.37，B主机的IP地址配置为192.168.7.17，C主机的IP地址配置为192.168.7.7。每台主机分别使用PING命令PING本机IP地址，并记录情况，正常情况下都是通畅的。这里只给出在A主机上通过PING命令检测到的情况如图3所示，其余的PC机与其同理可得。在主机A和主机B上分别通过PING命令检测到对方的连通情况，这里只给出在A主机上通过PING命令检测到与B主机的连通情况，如图4所示，发送4个数据包，接收4个数据包，丢包率为0，由此可见A主机与B主机是连通的，可以进行正常的通信，在B主机上通过PING命令检测到与A机的连通情况与其同理可得。2.然后测试A主机和B主机在不同子网的环境下的连通情况。修改B主机的IP地址和子网掩码，使之与A主机不在同一子网上，再次在A主机和B主机上分别通过PING命令检测到对方的连通情况，此时B主机IP地址为192.168.8.17，结束后将B主机IP地址改为初值即192.168.7.17，这里还是只给出在A主机上通过PING命令检测到与B主机的连通情况，如图5所示，发送4个数据包，接收到0个数据包，丢包率为100％，主机A和主机B是不连通的，不能进行正常的通信。在B主机上通过PING命令检测到与A主机的连通情况与其同理可得。3.测试A主机与B主机是同一个IP地址即IP地址冲突情况下，如何判断这个相同IP地址的归属情况。修改相邻两台计算机A、B的IP，其中B主机的IP地址设置为A主机的IP地址，即让A主机与B主机的IP地址发生冲突，观察并记录A主机、B主机上的错误消息报告情况；进入DOS命令窗口，在另外一台计算机C（IP地址与主机A/B不同）上向该IP地址发PING命令检测报文（PINGIP-n10），观察PING检测报文的返回情况，在C主机上用“nbtstat–A命令”查看此时该IP地址对应的主机名称是计算机A还是计算机B。用于显示本地计算机和远程计算机的基于TCP/IP（NetBT）协议的NetBI⁃OS统计资料、NetBIOS名称表和NetBIOS名称缓存。NBTSTAT可以刷新NetBIOS名称缓存和注册的Win⁃dowsInternet名称服务（WINS）名称。使用不带参数的NBTSTAT显示帮助，如图6所示（让主机B与主机A的IP地址发生冲突步骤与此相同，同理可得，这里不再给出）。在主机A的桌面上点击“我的电脑”-“属性”，可以查看主机A的名称“NETUSER22”，与上述实验结果一致，由此可判断此IP地址是主机A的。

四、实验结果分析

1.当两主机A与B属于相同子网时，无论是A主机PINGB主机的IP地址还是B主机PINGA主机的IP地址，结果都是连通的；当两主机A与B属于不同子网时，无论是A机PINGB主机的IP地址还是B主机PINGA主机的IP地址，结果都是PING不同的。这验证了在同一子网内的各主机间可以相互通信，不同子网内的各主机间不同通信的原理，即划分了子网。划分子网限制了接收广播信息的计算机数量，对“网络风暴”引起的计算机网络性能恶化具有隔绝作用。这种作用等同于划分VLAN，却不需要额外的网络设备和VLAN帧的标识，节省了一定的资源开销。2.当A、B两主机中其中一台计算机B主机修改为另一台计算机A主机的IP地址，造成IP地址冲突，在相同子网的第三台计算机C主机上可以查看该IP地址是属于最初分配到该IP地址的那台计算机A主机的。这是判断主机是否遭受ARP病毒攻击还是简单的地址冲突的最为简单实用的方法。若只是简单的IP地址冲突，修改主机B的TP地址即可；若是遭受ARP病毒攻击，可继续监测攻击的源头，并采取对应的ARP攻击的安全策略。3.PING（PacketInternetGroper）命令即因特网包探索器，主要用来测试网络是否通畅或者网络连接速度的命令。PING命令通过发送一个ICMP报文，回复请求消息给目的主机并报告是否收到所希望的ICMPecho（IC⁃MP回复应答）。它对一个网络地址发送测试数据包，看该网络地址是否有响应并统计响应时间，以此测试网络。PING和ICMP报文的关系如下：PING命令发送数据使用的是ICMP协议。从专业技术角度来说，ICMP报文就是一个“错误侦测与回报机制”，其目的是让网络使用者及管理者能够检测网路的连线状况，确保连线的准确性，主要有侦测通信的目的主机是否存在、建立及维护路由资料以及ICMP重定向、流量控制等功能；ICMP报文主要是通过不同的Type与Code让机器识别不同的连线状况来进行沟通的。ICMP是个非常有用的协议，尤其是当我们要对网路连接状况进行判断的时候，所以对于网络安全具有极其重要的意义。但它本身的特点决定了它极易被用于攻击网络上的路由器和主机。虽然ICMP协议给黑客以可乘之机，但是对于ICMP攻击也并非束手无策，只要在日常网络管理中提前做好预防准备，就可以有效地避免因遭受ICMP攻击造成的损失，这就要求网络管理员对网络进行管理时要做到未雨绸缪，技术精益求精。

五、结论

迅速发展的计算机网络是一把双刃剑，人们办公、学习都依赖网络，只有保证用户的网络安全，才能真正享受网络带给我们的便利。本文以海南热带海洋学院计算机网络实验室为实验环境，向初学计算机网络的学生介绍了ICMP的功能及一些常用命令的使用及其在网络诊断中起到的重要作用，验证了PING等命令的使用。计算机网络等计算机主干课程因其课程本身具有知识面广、综合知识集成度高等特点，成为培养应用型人才的有效知识载体。但计算机网络理论内容较抽象且复杂难懂，通过将理论和实践相结合的实验教学培养学生的应用能力，可以促进学生学习的动力，也加深了学生对PING命令使用的理解，更有效地促进了教学效果。

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作者：陈晶 张鲲 单位：海南热带海洋学院计算机科学与技术学院