简介：这份广东工业大学计算机网络实验报告面向计算机、软件工程等专业学生，用于完成课程实验与期末报告撰写，也可供自学者练习网络配置与协议分析。内容覆盖两大部分：一是 Windows 下常用网络命令，包括 Ping、IPconfig、Netsh、Tracert、Netstat、Arp、Nslookup 的测试与结果记录；二是协议分析软件基础，借助 Wireshark 抓包分析 Ethernet II 封包、ARP 请求与应答、IP 与 ICMP 数据包，并解析 ping、tracert 程序功能及 TCP 三次握手过程。资源包共 1 个文件，为 doc 格式实验报告文档，整体约 1.73MB，结构完整、条理清晰，可直接参考实验目的、内容要求、结果记录与思考题解答。目前已有 4030 人学习下载，适合需要快速理解实验流程、对照整理报告或复习网络命令与抓包分析方法的读者。
1. 广东工业大学计算机网络实验报告：从抓包到组网，一份能跑通的实验复盘
如果你在广工读计算机相关专业，大概率会在某个学期撞上计算机网络实验。这门课最让人头疼的地方在于：理论课讲的是 OSI 七层、TCP 三次握手，实验课却要你在 Linux 终端里敲命令、抓包、配路由，中间隔着一道巨大的鸿沟。很多同学实验报告写了几十页，Wireshark 截图贴了一堆，但问他 TCP 三次握手具体在第几个包完成，答不上来。这份实验报告的核心价值，不是帮你凑字数，而是让你真正理解每一个协议字段背后的含义，并且能在自己的虚拟机上完整复现。适合正在上这门课、准备期末复习、或者想补网络基础的同学。下面我按实验类型拆开讲，每一步都给可复现的命令和参数说明。
2. 实验环境搭建：别在第一步就翻车
2.1 虚拟机与网络模式的选择逻辑
广工的计算机网络实验通常要求两人一组，各自用虚拟机互连。常见做法是用 VMware Workstation 或 VirtualBox 装两台 Ubuntu（或一台 Ubuntu 一台 Windows），网络模式选 NAT 还是桥接，直接决定了你能不能抓到对方的包。
我一般会这样配：两台虚拟机都选桥接模式（Bridged），让它们和宿主机在同一个网段。原因是 NAT 模式下虚拟机的 IP 是 VMware 虚拟 DHCP 分配的，宿主机访问虚拟机需要端口转发，抓包时看到的源 IP 全是虚拟网卡地址，分析起来很别扭。桥接模式下每台虚拟机从路由器拿独立 IP，和真实设备没区别，Wireshark 抓到的包源目地址一目了然。
如果你只有一台电脑，那就用 Host-Only 模式加一张 NAT 网卡做双网卡，Host-Only 负责两台虚拟机互通，NAT 负责上外网装软件。配置命令如下：
# 查看网卡名称和 IP ip addr show # 假设 Host-Only 网卡是 ens37，手动配 IP sudo ip addr add 192.168.56.10/24 dev ens37 sudo ip link set ens37 up # 验证连通性 ping 192.168.56.11这里192.168.56.0/24是 VMware Host-Only 的默认网段，VirtualBox 默认是192.168.56.0/24也一样。配完 IP 后两台机器互 ping，通了你才能开始做后续实验。注意防火墙可能拦 ICMP，Ubuntu 默认 ufw 是关闭的，如果 ping 不通先sudo ufw status确认一下。
2.2 必装工具清单与验证方法
实验报告里最常用的工具就三个：Wireshark、tcpdump、netcat。Wireshark 负责图形化抓包分析，tcpdump 负责命令行抓包（服务器上没图形界面时用），netcat 负责构造 TCP/UDP 测试流量。
# Ubuntu 一键安装 sudo apt update sudo apt install -y wireshark tcpdump netcat-openbsd # 把当前用户加入 wireshark 组，避免每次 sudo sudo usermod -aG wireshark $USER # 重新登录后验证 wireshark --version tcpdump --version nc -h装完后有一个关键设置：Wireshark 抓包需要权限，加入 wireshark 组后重新登录才生效。如果不想重新登录，临时用sudo wireshark也行，但抓到的包属主是 root，保存文件时注意权限。tcpdump 验证时跑sudo tcpdump -i any -c 5，然后在另一个终端 ping 一下网关，能看到 5 个包就说明抓包正常。
提示：实验报告里截图要截全，包括终端命令、输出结果和时间戳，只截一个 Wireshark 窗口没有说服力。
3. Wireshark 抓包分析：把三次握手拆到字段级
3.1 抓包位置与过滤表达式
Wireshark 的核心能力是过滤。不会写过滤表达式，你面对几千个包根本无从下手。实验报告里最常考的就是 TCP 三次握手和四次挥手，过滤表达式必须记牢。
# 只抓 TCP 且端口为 80 的包 tcp port 80 # 只抓某个 IP 的包 ip.addr == 192.168.56.10 # 只抓 SYN 包（三次握手第一步） tcp.flags.syn == 1 && tcp.flags.ack == 0 # 抓 HTTP 请求 http.request # 组合过滤：某 IP 的 80 端口 TCP 包 ip.addr == 192.168.56.10 && tcp.port == 80这些表达式直接填在 Wireshark 顶部的过滤栏里。tcp.flags.syn == 1 && tcp.flags.ack == 0这个表达式专门抓第一次握手，因为第一次握手的 SYN 包 ack 标志位是 0。第二次握手的 SYN+ACK 包两个标志位都是 1，第三次握手的 ACK 包只有 ack 是 1。把这三个包按顺序找到，实验报告的核心截图就有了。
3.2 三次握手字段逐项解读
用 netcat 构造一个最简单的 TCP 连接，然后抓包看字段。
# 机器 A（服务端）监听 8080 端口 nc -l 8080 # 机器 B（客户端）连接 nc 192.168.56.10 8080连接建立后，在 Wireshark 里过滤tcp.port == 8080，你会看到三个包。第一个包是客户端发的 SYN，关键字段：Sequence Number 是随机初始序列号（比如 0），Flags 里 SYN=1，Window Size 是接收窗口。第二个包是服务端回的 SYN+ACK，Acknowledgment Number 是客户端序列号+1，自己的 Sequence Number 也是随机值。第三个包是客户端回的 ACK，Acknowledgment Number 是服务端序列号+1。
实验报告里要写清楚：为什么序列号是随机而不是从 0 开始？因为防止历史连接残留数据干扰新连接。为什么需要三次而不是两次？因为要确认双方的收发能力都正常。这些是老师必问的点，光贴截图不写分析拿不到高分。
3.3 用 tcpdump 做无图形界面抓包
有些实验环境是纯命令行服务器，没有 Wireshark 图形界面，这时候 tcpdump 就是唯一选择。它的输出比 Wireshark 简略，但关键信息都有。
# 抓 8080 端口的包，-nn 不解析域名，-S 显示绝对序列号 sudo tcpdump -i any -nn -S tcp port 8080 -w capture.pcap # 抓完后用 tcpdump 读 tcpdump -r capture.pcap -nn # 或者把 pcap 拷到有 Wireshark 的机器上打开-w capture.pcap把原始包写入文件，这个文件可以拷到任何有 Wireshark 的机器上打开，格式完全兼容。-S参数很重要，默认 tcpdump 显示的是相对序列号，开了-S才显示绝对序列号，分析握手过程时更直观。-nn禁止 DNS 解析和端口名解析，避免抓包时因为解析拖慢速度丢包。
注意：tcpdump 抓包本身会消耗 CPU，高流量场景下可能丢包。实验环境流量小无所谓，但如果做性能测试，建议用
-s 0抓完整包长，默认只抓 262144 字节可能截断大包。
4. Socket 编程实验：从代码到抓包验证闭环
4.1 TCP 服务端与客户端最小实现
广工的 Socket 编程实验一般要求用 C 或 Python 写一个 C/S 程序，实现文件传输或简单聊天。Python 的 socket 库最直观，下面是一个能跑通的 TCP 回声服务端。
# tcp_server.py import socket HOST = '0.0.0.0' # 监听所有网卡 PORT = 9000 with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s: s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) # 端口复用 s.bind((HOST, PORT)) s.listen(5) # 半连接队列长度 print(f'Listening on {PORT}') conn, addr = s.accept() with conn: print(f'Connected by {addr}') while True: data = conn.recv(1024) # 每次最多收 1024 字节 if not data: break conn.sendall(data) # 原样发回# tcp_client.py import socket HOST = '192.168.56.10' # 服务端 IP PORT = 9000 with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s: s.connect((HOST, PORT)) s.sendall(b'Hello, GTU network lab') data = s.recv(1024) print(f'Received: {data.decode()}')服务端SO_REUSEADDR这个选项很关键，不加的话程序退出后端口会处于 TIME_WAIT 状态，短时间内无法重新绑定。listen(5)的参数是半连接队列长度，不是最大连接数，实验报告里经常有人搞混。客户端sendall和send的区别是sendall会循环发送直到所有数据发完，send可能只发一部分，新手直接用sendall避免踩坑。
4.2 用抓包验证 Socket 行为
代码跑通只是第一步，实验报告要求你证明数据确实经过了网络协议栈。在客户端和服务端通信时，用 Wireshark 抓tcp.port == 9000，你能看到：
- 三次握手建立连接
- 客户端发送
Hello, GTU network lab对应的 PSH+ACK 包，数据长度 22 字节 - 服务端回显同样的数据
- 四次挥手断开连接
这里有一个细节：如果客户端发送的数据小于 MSS（最大报文段长度），TCP 会立即发送；如果大于 MSS，会分段。实验报告里可以故意发一个 5000 字节的字符串，观察 Wireshark 里是否被分成多个包。MSS 在以太网环境下通常是 1460 字节，5000 字节会被分成 4 个包（1460+1460+1460+620）。
4.3 UDP 对比实验与丢包观察
TCP 实验做完后，通常还要做 UDP 对比。UDP 无连接、不保证可靠，代码更简单但行为差异很大。
# udp_server.py import socket with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as s: s.bind(('0.0.0.0', 9001)) while True: data, addr = s.recvfrom(1024) print(f'From {addr}: {data.decode()}') s.sendto(b'ACK', addr)UDP 服务端不需要listen和accept，直接recvfrom收数据。抓包时你会发现 UDP 没有握手过程，第一个包就是数据包。如果客户端连续发 100 个 UDP 包，Wireshark 里可能只看到 95 个，这就是 UDP 丢包。实验报告里可以统计丢包率，分析原因（缓冲区满、网络拥塞等）。
提示：UDP 实验的加分项是设置
SO_RCVBUF观察缓冲区大小对丢包率的影响，默认缓冲区 212992 字节，改小到 1024 后丢包率会明显上升。
5. 避坑与排查：实验报告里最容易翻车的 5 个点
5.1 抓不到包：现象、原因、解决
现象：Wireshark 选了网卡，过滤表达式也写了，但一个包都没有。
原因：最常见的是选错了网卡。虚拟机有两张网卡（NAT 和 Host-Only），流量走的是 Host-Only，你却在 NAT 网卡上抓。其次是过滤表达式写错，比如tcp port 80写成了tcp.port = 80（Wireshark 用==不用=）。
解决：先不加任何过滤，抓所有包，看有没有流量。如果有流量但过滤后没有，就是表达式问题。如果所有包都没有，检查网卡选择，在 Wireshark 首页看哪张网卡有流量波动。
5.2 序列号显示为相对值：现象、原因、解决
现象：Wireshark 里 Sequence Number 显示 0、1、2 这种小数字，不是随机大数。
原因：Wireshark 默认开启相对序列号，方便阅读但不利于分析。
解决：Edit → Preferences → Protocols → TCP → 取消勾选Relative sequence numbers。改完后重新抓包，序列号就是真实的随机初始值。实验报告里如果要求写初始序列号，必须关掉这个选项。
5.3 Socket 程序报 Address already in use：现象、原因、解决
现象：服务端程序刚退出，重新运行时报OSError: [Errno 98] Address already in use。
原因：TCP 连接断开后，主动关闭方会进入 TIME_WAIT 状态，持续 2MSL（通常 60 秒），期间端口不能被重新绑定。
解决：加SO_REUSEADDR选项，如 4.1 节代码所示。或者等 60 秒再运行。实验报告里可以顺便解释 TIME_WAIT 的作用：确保最后一个 ACK 能到达对方，防止旧连接的数据包干扰新连接。
5.4 ping 不通但抓包能看到请求：现象、原因、解决
现象：A ping B，A 显示请求超时，但在 B 上抓包能看到 ICMP 请求包。
原因：B 收到了请求但没回，通常是 B 的防火墙拦了 ICMP 回应，或者 B 的路由表没有回程路由。
解决：sudo ufw disable临时关防火墙测试。如果是路由问题，ip route show检查默认网关，Host-Only 网络不需要网关，但需要正确的子网掩码。
5.5 实验报告截图没有时间戳：现象、原因、解决
现象：老师要求截图包含时间信息，但你的截图只有 Wireshark 窗口。
原因：Wireshark 默认不显示绝对时间，只显示相对时间。
解决：View → Time Display Format → Date and Time of Day。这样每个包的时间戳就是完整的年月日时分秒。另外终端截图要包含命令提示符，证明是你实际运行的，不是网上抄的。
6. 进阶技巧：用 Python 脚本自动化分析 pcap 文件
实验报告写到后面，手动数包、算时间差很痛苦。我一般会写个脚本自动提取关键指标，比如三次握手耗时、吞吐量、重传率。用scapy库可以直接读 pcap 文件。
from scapy.all import rdpcap, TCP import sys packets = rdpcap('capture.pcap') syn_time = None synack_time = None ack_time = None for pkt in packets: if TCP in pkt: flags = pkt[TCP].flags if flags == 'S': # SYN syn_time = pkt.time elif flags == 'SA': # SYN+ACK synack_time = pkt.time elif flags == 'A' and syn_time and not ack_time: ack_time = pkt.time if syn_time and synack_time and ack_time: print(f'SYN -> SYN+ACK: {(synack_time - syn_time)*1000:.2f} ms') print(f'SYN+ACK -> ACK: {(ack_time - synack_time)*1000:.2f} ms') print(f'Total handshake: {(ack_time - syn_time)*1000:.2f} ms') else: print('未找到完整握手包，检查过滤条件')这个脚本读 pcap 文件，自动找 SYN、SYN+ACK、ACK 三个包，算出每段耗时。pkt.time是浮点秒数，乘 1000 转毫秒。实验报告里放这个数据，比手动看 Wireshark 时间列精确得多。如果抓包文件很大，rdpcap会全部加载到内存，可以用PcapReader流式读取。
另一个实用技巧是统计重传率。TCP 重传的包在 Wireshark 里标记为[TCP Retransmission]，用 scapy 判断条件是相同序列号出现多次。
from collections import defaultdict seq_count = defaultdict(int) for pkt in packets: if TCP in pkt and pkt[TCP].flags & 0x02: # 只看数据包 key = (pkt[IP].src, pkt[IP].dst, pkt[TCP].seq) seq_count[key] += 1 retrans = sum(1 for v in seq_count.values() if v > 1) print(f'重传包数量: {retrans}')这段代码用(源IP, 目的IP, 序列号)做唯一键，如果同一个键出现多次就是重传。实验报告里可以对比不同网络条件下的重传率，比如本地回环 vs 跨虚拟机 vs 真实外网。本地回环重传率基本为 0，跨虚拟机偶尔有，真实外网取决于链路质量。
最后说一个我踩过的坑：scapy 读 pcap 时如果文件里有非 IP 包（比如 ARP），pkt[IP]会报错。稳妥写法是先判断IP in pkt。这个细节在实验报告里不用写，但你自己跑脚本时能省不少调试时间。希望帮到你。
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