计算机网络实验三 （常用网络管理命令2）

实验简介
一般网络管理命令的原理就是在建立连接通道，然后发送一些测试数据包，对方接受后返回信息，而这个返回数据包包含一些网络状况的相关信息。常用的网络管理命令有netstat 命令、arp命令、tracert命令和route命令。

一.NETSTAT命令

（1） 简述NETSTAT 命令的原理和作用；
Netstat是控制台命令,是一个监控TCP/IP网络的非常有用的工具，它可以显示路由表、实际的网络连接以及每一个网络接口设备的状态信息。Netstat用于显示与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连接情况。
netstat命令的功能是显示网络连接、路由表和网络接口信息，可以让用户得知有哪些网络连接正在运作。使用时如果不带参数，netstat显示活动的 TCP 连接。
（2） NETSTAT 最常用的选项如下，分别执行下列命令，保存实验结果截图，并对图中内容的含义进行解释：

a) Netstat

协议
协议名，图中均为tcp协议
本地地址
127.0.0.1:49439：表示监听本机的loopback地址的49439端口。如果某个服务只监听了回环地址，那么只能在本机进行访问，无法通过tcp/ip 协议进行远程访问
外部地址
与本机端口通信的外部socket。显示规则与 Local Address 相同
状态（图中出现的有下列的4，6，9，10）
链路状态，共有11种。state列共有12中可能的状态，前面11种是按照TCP连接建立的三次握手和TCP连接断开的四次挥手过程来描述的。

状态参数主要有：
1) LISTEN：首先服务端需要打开一个socket进行监听，状态为LISTEN。来自远方TCP端口的连接请求
2) SYN_SENT：客户端通过应用程序调用connect进行active open。于是客户端tcp发送一个SYN以请求建立一个连接，状态置为SYN_SENT。在发送连接请求后等待匹配的连接请求
3) SYN_RECV：服务端应发出ACK确认客户端的 SYN，同时自己向客户端发送一个SYN，状态置为SYN_RECV。在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认**
4) ESTABLISHED**：代表一个打开的连接，双方可以进行或已经在数据交互了。代表一个打开的连接，数据可以传送给用户
5) FIN-WAIT-1：主动关闭(active close)端应用程序调用close，于是其TCP发出FIN请求主动关闭连接，之后进入FIN_WAIT1状态。等待远程TCP连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认
6) CLOSE-WAIT：被动关闭(passive close)端TCP接到FIN后，就发出ACK以回应FIN请求(它的接收也作为文件结束符传递给上层应用程序)，并进入CLOSE_WAIT。等待从本地用户发来的连接中断请求
7) FIN-WAIT-2：主动关闭端接到ACK后，就进入了 FIN-WAIT-2。从远程TCP等待连接中断请求
8) LAST-ACK：被动关闭端一段时间后，接收到文件结束符的应用程序将调用CLOSE关闭连接。这导致它的TCP也发送一个 FIN，等待对方的ACK，这就进入了LAST-ACK。等待原来发向远程TCP的连接中断请求的确认
9) TIME-WAIT：在主动关闭端接收到FIN后，TCP 就发送ACK包，并进入TIME-WAIT状态。等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认
10) CLOSING：比较少见。等待远程TCP对连接中断的确认
11) CLOSED：被动关闭端在接受到ACK包后，就进入了closed的状态。链接结束，没有任何连接状态
12) UNKNOWN：未知的Socket状态

b) netstat -s 本选项能够按照各个协议分别显示其统计数据。

其中的统计数据有IPv4 统计信息、IPv6 统计信息、ICMPv4 统计信息、ICMPv6 统计信息、IPv4 的 TCP 统计信息、IPv6 的 TCP 统计信息、IPv4 的 UDP 统计信息、IPv6 的 UDP 统计信息。

c) netstat -e 本选项用于显示关于以太网的统计数据。

它列出的项目包括传送的数据报的总字节数错误数、删除数、数据报的数量和广播的数量。这些统计数据既有发送的数据报数量，也有接收的数据报数量。这个选项能够用来统计一些基本的网络流量。

d) netstat -r 本选项可以显示关于路由表的信息，还显示当前有效的连接。

第一部分是接口列表，第二部分是ipv4路由表，第三部分是ipv6路由表。

e) netstat -a 本选项显示一个所有的有效连接信息列表

本选项显示一个全部的有效链接信息列表，包括已创建的链接（ESTABLISHED），也包括监听链接请求（LISTENING）的那些链接。

f) netstat -n 显示所有已建立的有效连接, 阐述：本命令和netstat -a的区别是什么？

netstat -a 显示所有端口，包括正在监听的。
netstat -n 以数字形式显示地址和端口号。
netstat -an 来显示所有连接的端口并用数字表示。

二.ARP命令

（1） 简述ARP 命令的原理和作用；
地址解析协议（Address Resolution Protocol），其基本功能为透过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。简单来说ARP 实现由 IP 地址得到 MAC 地址。

（2） ARP 命令 最常用的选项如下, 分别简述下列命令的作用，执行下列命令，保存实验结果截图，并对图中内容的含义进行解释：

a) arp-a 简述该命令的作用

用于查看高速缓存中的所有项目。-a和-g参数的结果是一样的，多年来-g一直是UNIX平台上用来显示ARp高速缓存中所有项目的选项，而Windows用的是arp -a（-a可被视为all，即全部的意思），但它也可以接受比较传统的-g选项。

可以清楚了解到ip地址对应的mac地址是哪台设备。自动在缓存中，读取IP地址和mac地址的对应关系表。而静态就是arp表里手动绑定的，动态就是通过arp广播和应答获得的。

b) arp -a ip 简述该命令的作用

显示特定 IP 地址的 ARP 缓存项。

ip 192.168.204.255 对应的物理地址为ff-ff-ff-ff-ff-ff

c) arp-v 简述该命令的作用

显示详细的arp缓冲区条目，包括缓冲区条目的统计信息。即在详细模式下显示当前 ARP 项。所有无效项和环回接口上的项都将显示。（截图为一小部分，因为无效的还挺多的）

d) arp –d 简述该命令的作用

当你网络中出了问题，可能是有某些ip地址发生冲突了，mac对应的ip地址有误，那么你可以对它进行删除这条arp记录，然后重新添加新的记录，网络问题就会得到解决。除了可以删除一条，其实如果想彻底清空ARP列表，也可以用*代替具体ip，同时需要禁止所有网络连接，否则网络数据交互过程中仍然会产生新的ARP列表。


删除前先查看IP，选中第一条：192.168.204.255，然后输入arp -d -192.168.204.255，再次查看输入arp -a，原本的第一条IP已经被删除了。

三.TRACERT命令

（1） 简述TRACERT 命令的原理和作用；

Tracert（跟踪路由）是路由跟踪实用程序，用于确定 IP数据包访问目标所采取的路径。Tracert 命令使用用 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。
通过向目标发送不同 IP 生存时间 (TTL) 值的“Internet 控制消息协议 (ICMP)”回应数据包，Tracert 诊断程序确定到目标所采取的路由。要求路径上的每个路由器在转发数据包之前至少将数据包上的 TTL 递减 1。数据包上的 TTL 减为 0 时，路由器应该将“ICMP 已超时”的消息发回源系统。
Tracert 先发送 TTL 为 1 的回应数据包，并在随后的每次发送过程将 TTL 递增 1，直到目标响应或 TTL 达到最大值，从而确定路由。通过检查中间路由器发回的“ICMP 已超时”的消息确定路由。某些路由器不经询问直接丢弃 TTL 过期的数据包，这在 Tracert 实用程序中看不到。
Tracert 命令按顺序打印出返回“ICMP 已超时”消息的路径中的近端路由器接口列表。如果使用 -d 选项，则 Tracert 实用程序不在每个 IP 地址上查询 DNS。

（2） tracert命令最常用的选项如下, 分别简述下列命令的作用，执行下列命令，保存实验结果截图，并对图中内容的含义进行解释：

a) tracert 简述该命令的作用

DNS自动将域名转换为IP地址，查出途径的路由器信息

带*号的信息表示该次ICMP包返回时间超时
从左到右的5条信息分别代表了“生存时间”（每途经一个路由器结点自增1）、“三次发送的ICMP包返回时间”（共计3个，单位为毫秒ms）和“途经路由器的IP地址”（如果有主机名，还会包含主机名）。

b) tracert -d 简述该命令和tracert的区别

tracert –d 目标ip地址，加-d参数，该命令就不再解析主机名，返回结果中也就没有主机名的信息。

c) Tracert –h maximum_hops

设置最大跟踪跃点数，超过的不再展示。

d) Tracert –j host-list

指定 Tracert 实用程序数据包所采用路径中的路由器接口列表。即 与主机列表一起的松散源路由(仅适用于 IPv4)。

图中的ip地址是实验主机的IP地址。

e) Tracert –w timeout

在“tracert”命令与IP地址或URL地址中间输入“-w”，并在之后添加一个数字，可以指定tracert为每次回复所指定的毫秒数。

f) Tracert -4

强制使用 IPv4。

四.route命令

（1） 简述route 命令的原理和作用；

Route命令可以在数据包没有有效传递的情况下，利用route命令查看路由表；如果traceroute命令揭示出一条异常或低效的传输路径，则可以用route命令来确认为何选择该路径，而且可以配置一个更有效的路由。

（2） route命令最常用的选项如下, 分别简述下列命令的作用，执行下列命令，保存实验结果截图，并对图中内容的含义进行解释：

a) route print

用于显示路由表中的当前项目。

打印有三个部分，接口列表，ipv4和ipv6。

b) route add

可以将信任路由项目添加给路由表route add 命令的主要作用是添加静态路由，通常的格式是：route ADD 157.0.0.0 MASK 255.0.0.0 157.55.80.1 METRIC IF2。

route add 134.105.0.0 mask 255.255.0.0 134.105.64.1
意思是：所有需要发往134.105.0.0/16地址段的 IP 数据包，全部由134.105.64.1路径转发。
参数含义： route add destination mask gateway metric interface
destination 【网段地址】 mask 【子网掩码】
gateway 【网关地址】 metric 【路由跳数】
if 【端口号】
一般情况下，不涉及本机地址，除非做测试。
其中：可以省略【路由跳数】参数；当通往该网关地址的路径唯一时，【端口号】参数可以省略。（因为在多端口的路由交换设备上，可能存在通往同一个 IP 地址的多条备份路径。) mask 是关键字，不能省略。

c) route change

修改数据的传输路由，但不能改变数据的目的地。

要将目标为 134.105.0.0，子网掩码为 255.255.0.0 的路由的下一个跃点地址由 134.105.64.1，更改为134.105.64.2。（对刚才添加的路由进行更改）

d) route delete

从路由表中删除路由。要删除目标为134.105.0.0，子网掩码为 255.255.0.0 的路由，请键入：route delete 134.105.0.0 mask 255.255.0.0，要删除 IP 路由表中以 134. 开始的所有路由，请键入：route delete 134.*。

删除目标为134.105.0.0，子网掩码为 255.255.0.0 的路由，即刚才添加的路由。
以上步骤如遇到 “请求的操作需要提升”的提示，则需要以管理员命令运行。

五.思考问题

（1） Arp -a www.baidu.com 是否能成功运行并得到结果？为什么？先用nslookup 查找www.baidu.com的IP地址，然后arp -a baidu的IP地址，是否能成功运行并得到结果？为什么？

Arp -a www.baidu.com 不能成功运行并得到结果。因为参数应为IP地址。
查找到百度IP地址为39.156.66.18。arp -a 39.156.66.18，也不能成功运行。因为ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等，是对局域网而言的。百度网站并不在arp缓存中。


（2） 如何利用ping命令解决网络连通性故障？
网络连通性故障：局域网内电脑不能上网大致可分以下四个原因，系统的IP设置、网卡、路由器网关和线路故障。排除硬件及线路的故障问题，我们可以利用Ping命令来快速检测网络状况。

第一步：在DOS里输入Ping 127.0.0.1，该地址是本地循环地址，如发现本地址无法Ping通，就表明本地机TCP/IP协议不能正常工作，此时应检查本机的操作系统安装设置。如果上面的操作成功，进入第二步进行排除。
第二步：输入IPConfig来查看本地的IP地址，然后Ping该IP(如本实验的IP地址192.168.2.108)，如果不通则是网络适配器出现故障，可尝试更换网卡或驱动程序。通则表明网络适配器(网卡或MODEM)工作正常，进入第三步。
第三步： Ping一台同网段计算机的IP，不通则表明网络线路出现故障;若网络中还包含有路由器，则应先Ping路由器在本网段端口的IP，不通则此段线路有问题，应检查网内交换机或网线故障。如果内网计算机能ping通，进入第四步。
第四步：Ping网关(如192.168.2.1)不通，则是路由器出现故障，可更换连接路由器的网线，或用网线将PC机直接连接至路由器。如能ping通，则应检查路由器至交换机的网线故障，如无法ping通，可尝试更换计算机再ping，若还不能ping通，则应检查路由器故障。
第五步：如果到路由器都正常，可再检测一个带DNS服务的网络，在上一步Ping通了目标计算机的IP地址后，仍无法连接到该机，则可Ping该机的网络名，比如Ping www.sina.com.cn，正常情况下会出现该网址所指向的IP，这表明本机的DNS设置正确而且DNS服务器工作正常，反之就可能是其中之一出现了故障;同样也可通过Ping计算机名检测WINS解析的故障(WINS是将计算机名解析到IP地址的服务)。
如果以上五步ping测试都没有问题，那么认为网络是正常的。

（3） 如何利用arp命令检测本机是否受到arp攻击？

同路由的用户，可能会因为网速问题使用各种网络控制软件，对局域网内的其他用户进行 ARP 断网攻击，导致内网下所有用户都不能正常上网。发生这种情况，我们需要检查本机是否受到局域网 ARP 攻击。

第一步：首先诊断是否为 ARP 病毒攻击。当发现上网明显变慢，或者突然掉线时，我们可以用： arp - a 命令来检查 ARP 表。在DOS窗口中输入： arp - a 命令。检查 ARP 列表。如果发现网关的 MAC 地址发生了改变，或者发现有很多 P 指向同一个物理地址，那么肯定就是 ARP 欺骗所致。
第二步：确定为ARP欺骗攻击以后，可以通过 arp - d 清除 arp 列表，重新访问。这仅仅是临时解决了上网问题，并没有彻底解决病毒主机。所以进行第三步。
第三步：找出 ARP 病毒主机。通过上面的 arp - a 命令，可以判定改变了的网关 MAC 地址或多个 IP 指向的物理地址，就是病毒机的 MAC 地址。不过仅仅有Mac地址还不行。需要进行第四步。
第四步：我们要根据这个Mac物理地址找出其IP地址，在 Windows 中可以通过 ipconfig / al 命令查看每台主机的信息。或者这时在客户机运行路由跟踪命令，马上就可以发现第一条不是网关机的内网 IP ，而是本网段内的另外一台机器的 IP ，再下一跳才是网关的内网 IP 。（正常情况，路由跟踪执行后的输出第一条应该是默认网关地址。因此可以判定第一跳的非网关IP地址的主机就是问题的根源。）
第五步：最后，可以把一台机器的 IP 地址设置成与病毒主机相同，然后造成 IP 地址冲突，使该主机报警然后找到这个主机。

（4） 详细记录实验过程当中遇到的具体问题及阐述自己的解决方法。
① 遇到 “请求的操作需要提升”的提示
需要以管理员命令运行。
② 参数不符合要求和参数的位置不正确。
通过看老师的ppt并查阅网上资料，了解了参数的正确用法，不过有的命令查不到很多资料，这个倒有些困惑。

六.参考资料

1.arp命令
2. route命令详解
3. 网络联通问题排除步骤
4. arp攻击检测