中南大学系统仿真实验报告（共5篇）

第一篇：中南大学系统仿真实验报告

ans =

实验一 MATLAB 中矩阵与多项式的基本运算 实验任务 1.了解 MATLAB 命令窗口和程序文件的调用。•熟悉如下 MATLAB 的基本运算：

① 矩阵的产生、数据的输入、相关元素的显示； ② 矩阵的加法、乘法、左除、右除； ③ 特殊矩阵：单位矩阵、“ 1 ”矩阵、“ 0 ”矩阵、对角阵、随机矩阵的产生和 运算； ④ 多项式的运算：多项式求根、多项式之间的乘除。

基本命令训练 1、>> eye(2)ans = 1 0 0 1 >> eye(4)ans = 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2、>> ones(2)1 1

ans =1 >> ones(4)ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 >> ones(2,2)ans = 1 1 1 1 >> ones(2,3)ans = 1 1 1 1 1 1 >> ones(4,3)ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3、>> zeros(2)

0 0 0 0 >> zeros(4)ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 >> zeros(2,2)ans = 0 0 0 0 >> zeros(2,3)ans = 0 0 0 0 0 0 >> zeros(3,2)ans = 0 0 0 0 00 4、随机阵 >> rand(2,3)ans = 0.2785 0.9575 0.1576 0.5469 0.9649 0.9706 >> rand(2,3)

ans = 0.9572 0.8003 0.4218 0.4854 0.1419 0.9157 5、>> diag(5)ans = 5 >> diag(5,5)ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 >> diag(2,3)ans = 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6、(inv(A)为求 A 的逆矩阵)>> B=[5 3 1;2 3 8;1 1 1],inv(B)3 1

1

ans =

0.6250 0.2500-2.6250-0.7500-0.5000 4.7500 0.1250 0.2500-1.1250

>> A=[2 3;4 4],B=[5 3;3 8],inv(A),inv(B);AB,A/B,inv(A)*B,B*inv(A)A = 2 3 4 4 B = 5 3 3 8 ans =-1.0000 0.7500 1.0000-0.5000 ans =-2.7500 3.0000 3.5000-1.0000 ans = 0.2258 0.2903 0.6452 0.2581 ans =-2.7500 3.0000

3.5000 -1.0000 ans =-2.0000 2.2500 5.0000-1.7500 7、>> p =[1,-6,-72,-27], roots(p)p = 1-6-72-27 ans = 12.1229-5.7345-0.3884 >> p=[2,3,6],roots(p)p = 2 3 6 ans =-0.7500 + 1.5612i-0.7500-1.5612i 8、(A 为 n*n 的方阵)>> A=[0 1 0;-4 4 0;-2 1 2],poly(A),B=sym(A),poly(B)A = 0 1 0-4 4 0-2 1 2 ans =-6 12-8

B = [ 0, 1, 0] [-4, 4, 0] [-2, 1, 2]

ans = x A 3-6*x A 2+12*x-8 9,、(conv 是多项式相乘，deconv 是多项式相除)>> u=[1 2 4 6 ],v=[5 0 0-6 7],conv(u,v)u = 1 2 4 6 v =0 0-6 7

ans =10 20 24-5-10-8 42

>> v=[1 2 4 6 ],u=[5 0 0-6 7],deconv(u,v)v = 1 2 4 6 u = 5 0 0-6 7 ans = 5-10 10、（点乘是数组的运算，没有点的乘是矩阵运算）

>> a = [2 5;3 4], b =[3 1;4 7],a.*b,a*b a = 2 5 3 4 b = 3 1 4 7 ans = 6 5 12 28 ans = 26 37 25 31 >> a = [2 3];b = [4 7];a.*b = [8 21];a*b %错误 a*b“ = 29;11、（who 可以看到你用过的一些变量，来了）

>> who Your variables are: A B a ans b p u >> whos Name Size Bytes whos 是把该变量及所存储的大小等信息都显示出 Class Attributes 2x2 32 double

B 2x2 32 double a 1x2 16 double ans 1x2 16 double b 1x2 16 double p

1x3 24 double u 1x5 40 double v 1x4 32 double12、>> A=[2 5 3;6 5 4],disp(A),size(A),length(A)A = 2 5 3 6 5 4 2 5 3 6 5 4 ans = 2 3 ans = 3 实验二 MATLAB 绘图命令 实验任务 熟悉 MATLAB 基本绘图命令，掌握如下绘图方法：．坐标系的选择、图形的绘制；•图形注解（题目、标号、说明、分格线）的加入;3 •图形线型、符号、颜色的选取 基本命令训练 1、>>t=[0:pi/360:2*pi];x=cos(t)+ cos(t*4);y=si n(t)+ sin(t*4);xlabel(”x 轴“);ylabel(”y 轴“);plot(y,x),grid;2、>> t=0:0.1:100;x=3*t;y=4*t;z=si n(2*t);plot3(x,y,z, ”g:“)

■15 i 0 5 0 05 1 1 5 2

3、>>x = linspace(-2*pi,2*pi,40);y=si n(x);stairs(x,y)4、>> t=[0:pi/360:2*pi];x=cos(t)+ cos(t*4)+ sin(t*4);y=si n(t)+ si n(t*4);plot(y,x, ”r:“);

xlabel(”x 轴“);ylabel(”y 轴“);

6、>>th=[0:pi/20:2*pi];x=exp(j*th);plot(real(x),imag(x),”r-.“);grid;text(0,0,”中心“);

5、>> th=[0:pi/1000:2*pi]”;r=cos(2*th);polar(th,r);title(“四叶草图”)270 四叶草图

7、>>x=-2:0.01:2;8、y=-2:0.01:2;9、[X,Y] = meshgrid(x,y);Z = Y.*exp(-X.A 2-Y.A 2);[C,h] = con tour(X, YZ);set(h,“ShowText”,“o n”,“TextStep”,get(h,“LevelStep”)*2)_ 1OS •I ,5 2 ■n.s o o.s 8、>>x = 0:0.2:10;y = 2*x+3;subplot(411);plot(x,y);grid;title(“y 的原函数”);subplot(412);semilogy(x,y);grid;title(“对 y 取对数”);丫的原画数 40----------1------------------------------------------1--------------------1--------------------1-----------------------------------------1--------------------1-------------------1--------

l| I p | il ■ | i| I 九 _____ 1-___ — ___ I ____ L ___ :…… ：

___ J _

_______ L ___ u i| I |l I , il _-■」 “ j I ■I __ h-_____________ I I ■ Q 」 【 I 1

F I I I I II I I IT 10 1

□ 1 2 3 4 5 6 r 6 9 10 , 对 y 取对数 对弋观对数 subplot(413);semilogx(x,y);10 10 id 10 1lZ 10 w 10 10 40 20 0 对好对数 •掌握循环、分支语句的编写，学会使用 look for、help 命令

grid;title(”对 x 取对数“);subplot(414);loglog(x,y);grid;title(”对 xy 均取对数“);9、>>x =-3:0.3:3;bar(x,exp(-x.*x),”g“)实验三 MATLAB 程序设计 实验任务 1 •熟悉 MATLAB 程序设计的方法和思路；

程序举例 1、>> f=[1,1];i=1;while f(i)+f(i+1)<1000 f(i+2)=f(i)+f(i+1);i=i+1;end f,i f = Columns 1 through 14 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 Columns 15 through 16 610 987 i = 15 2、>> m=3;n=4;for i=1:m for j=1:n a(i,j)=1/(i+j-1);end end format rat1/2 1/3 1/2 1/3 1/4 1/3 1/4 1/5(分数格式形式。用有理数逼近显示数据)>>m=5;n=4;for i=1:m for j=1:n a(i,j)=1/(i+j-1);end end format rat a a = 1 1/2 1/3 1/4 1/2 1/3 1/4 1/5 1/3 1/4 1/5 1/6 1/4 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/8 3、程序中没有 format rat 命令时，如果上次运行结果没有清除，输出的结果就是上次运行的 结果！但是运用 clear 命令清楚之前的运行结果之后就会正常运行。

4、>> x=input（”请输入 x 的值:’）;if x==10 y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);else y=x*sqrt(x+sqrt(x));1/4 1/5 1/6

end y

请输入 x 的值 :2 y = 2391/647 x=input(“请输入 x 的值:’);if x==10 y= fprintf(” 不在定义域内，请重新输入：

“);return else y=1/(x-10);end y 请输入 x 的值 :2-1/8 5、>> p=[0 0 0 1 3 0 2 0 0 9];for i=1:length(p), if p(1)==0,p=p(2:length(p));end;end;p

p = Columns 1 through 5 3

0

0 Columns 6 through 7

0 9

>>p=[0 0 0 1 3 0 2 0 0 9];p(p==0)=[];p

p =3

6、>> e2(500)

ans =1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233

377 >> lookfor ffibno e2-ffibno 计算斐波那契亚数列的函数文件 >> help e2 ffibno 计算斐波那契亚数列的函数文件 n 可取任意自然数 程序如下（用法：

lookfor 关键词 在所有 M 文件中找 “关键词 ”，比如：

lookfor max（即寻找关键词 “ max”）

其实就和我们平时用 CTRL+F 来查找关键词”是一样的 而 help 是显示 matlab 内置的帮助信息 用法：

help 命令，比如 help inv，作用就是调用 inv 这个命令的帮助）

程序设计题 用一个 MATLAB 语言编写一个程序：输入一个自然数，判断它是否是素数，如果是，输出“ It is one prime ”，如果不是，输出“ It is n ot o ne prime.”。要求通 过调用子函数实现。

最好能具有如下功能：

①设计较好的人机对话界面，程序中 含有提示

性的输入输出语句。

②能实现循环操作，由操作者输入相关命令来控制 是否继续进行素数的判断。

如果操作者希望停止这种判断，则可以退出程序。

③ 如果所输入的自然数是一个合数，除了给出其不是素数的结论外，还应给出至少 一种其因数分解形式。例：输入 6，因为 6 不是素数。则程序中除了有“ It is not one prime ”的结论外，还应有：“ 6=2*3 ”的说明。

function sushu while 1 x=input（” 请输入一个自然数 “）;if x<2 disp（” 既不是质数又不是合数 “）;Else if isprime(x)==1 disp（” 这是一个素数 “）;Else disp(” 这是一个合数，可以因式分解为：

“)for n=2:sqrt(x)if rem(x,n)==0 num3=x;num1=n;num2=x/n;disp([num2str(num3),”=“,num2str(num1),”x“,num2str(num2)])End End End

end y=input(” 是否继续判断？继续请按 1 ,按任意键退出 ：

“)； if y~=1 break end end 实验四 MATLAB 的符号计算与 SIMULINK 的使用 实验任务 1.掌握 MATLAB 符号计算的特点和常用基本命令;2.掌握 SIMULINK 的使用。

程序举例 1.求矩阵对应的行列式和特征根 >> a=sym(”[a11 a12;a21 a22]“);da=det(a)ea=eig(a)da = a11*a22-a12*a21 ea = 1/2*a11+1/2*a22+1/2*(a11 A 2-2*a11*a22+a22 A 2+4*a12*a21)A(1 /2)1/2*a11+1/2*a22-1/2*(a11 A 2-2*a11*a22+a22 A 2+4*a12*a21)A(1 /2)a=sym(”[2 3;1 5]“);

da=det(a)ea=eig(a)da = 7 ea = 7/2+1/2*21A(1/2)7/2-1/2*21A(1/2)2.求方程的解(包括精确解和一定精度的解)>> r1=solve(”xA2+x-1“)rv=vpa(r1)rv4=vpa(r1,4)

rv20=vpa(r1,20)r1 = 1/2*5 八(1/2)-1/2-1/2*5 八(1/2)-1/2 rv =.6894848260-1.689484826 rv4 =.6180-1.618 rv20 =.689484820-1.68948482 3 ． a=sym(”a“);b=sym(”b“);c=sym(w=10;x=5;y=-8;z=11;A=[a,b;c,d] B=[w,x;y,z] det(A)det(B)A = [ a, b] ”c“);d=sym(”d“);%定义 4 个符号变量 %定义 4 个数值变量 %建立符号矩阵 A %建立数值矩阵 B %计算符号矩阵 A 的行列式 %计算数值矩阵 B 的行列式

[ c, d]

X

10-8 11 ans = a*d-b*c ans = 150 4.» syms x y;s=(-7*x A 2-8*y A 2)*(-x A 2+3*y A 2);expand(s)% 对 s 展开 collect(s,x)% 对 s 按变量 x 合并同类项（无同类项）

factor(ans)% 对 ans 分解因式

ans = 7*xA4-13*xA2*yA2-24*yA4 ans = 7*xA4-13*xA2*yA2-24*yA4 ans =(8*yA2+7*xA2)*(xA2-3*yA2)5.对方程 AX=b 求解 >> A=[34,8,4;3,34,3;3,6,8];b=[4;6;2];X=linsolve(A,b)% 调用 linsolve 函数求解 Ab % 用另一种方法求解

0.0675 0.1614

diff(f)%未指定求导变量和阶数，按缺省规则处理

0.1037 ans = 0.0675 0.1614 0.1037 6 ． 对方程组求解 a11*x1+a12*x2+a13*x3=b1 a21*x1+a22*x2+a23*x3=b2 a31*x1+a32*x2+a33*x3=b3 >>syms a11 a12 a13 a21 a22 a23 a31 a32 a33 b1 b2 b3;A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33];b=[b1;b2;b3];XX=Ab %用左除运算求解(X=linsolve(A,b)%调用 linsolve 函数求的解)XX =(a12*a23*b3-a12*b2*a33+a13*a32*b2-a13*a22*b3+b1*a22*a33-b1*a32*a23)/(a11*a22*a33-a11*a32*a23-a12*a21*a33+a32*a21*a13-a22*a31*a13+a31*a12*a 23)-(a11*a23*b3-a11*b2*a33-a21*a13*b3-a23*a31*b1+b2*a31*a13+a21*b1*a33)/(a11*a22*a33-a11*a32*a23-a12*a21*a33+a32*a21*a13-a22*a31*a13+a31*a12* a23)(a32*a21*b1-a11*a32*b2+a11*a22*b3-a22*a31*b1-a12*a21*b3+a31*a12*b2)/(a11*a22*a33-a11*a32*a23-a12*a21*a33+a32*a21*a13-a22*a31*a13+a31*a12*a 23)7 ． syms a b t x y z;f=sqrt(1+exp(x));

%求 f 对 x 的二阶导数 %求 f 对 x 的三阶导数 %按参数方程求导公式求 y 对 x 的导数 ans = 1/2/(1+exp(x))A(1/2)*exp(x)ans =-2*si n(x)-x*cos(x)ans =-3*cos(x)+x*si n(x)ans =-b*cos(t)/a/si n(t)三、SIMULINK 的使用

f=x*cos(x);diff(f,x,2)diff(f,x,3)f1=a*cos(t);f2=b*si n(t);diff(f2)/diff(f1)

diff(f)%未指定求导变量和阶数，按缺省规则处理

仿真图: 波形图: 其中: G i(R

0.14

实验五 MATLAB 在控制系统分析中的应用 实验任务 1.掌握 MATLAB 在控制系统时间响应分析中的应用;2.掌握 MATLAB 在系统根轨迹分析中的应用； 3.掌握 MATLAB 控制系统频率分析中的应用； 4.掌握 MATLAB 在控制系统稳定性分析中的应用 基本命令 1.step 2.impulse 3.in itial 4.Isim 5.rlocfi nd 6.bode 7.margin 8.nyquist 9.Nichols 10.cloop 程序举例 1.求下面系统的单位阶跃响应 1.5 G(s)

t >> num=[4];den=[1 , 1 , 4];step(num , den)[y , x , t]=step(num , den);tp=spli ne(y , t , max(y))% 计算峰值时间 max(y)% 计算峰值 tp = Step Response 0.5 Time(sec)p m 1.6062 ans = 1.4441 0.18 0.16

2.求如下系统的单位阶跃响应 X i 0 1 X i 0 u X 2 6 5 X 2 1

>> a=[0,1;-6,-5];b=[0;1];c=[1,0];d=0;[y,x]=step(a,b,c,d);Plot(y)

1,0 X i X 2 3.求下面系统的单位脉冲响应: G(s)儿 >> num=[4];den=[1 , 1 ,4];impulse(nu m,de n)Time(sec)Response to Initial Conditions 4.已知二阶系统的状态方程为: e u p m A 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0-0.05

L I 1-

r

-厂、、/ Impulse Response

c=[1 , 0] ；

d=[0];xO=[1 ,0] ； subplot(1 , 2,1);in itial(a , b , c ,d,x0)subplot(1 , 2,2);impulse(a , b , c , d):系统传递函数为: G(s)占 输入正弦信号时，观察输出 信号的相位差。

>> num=[1];den=[1 ,1];t=0 : 0.01 : 10;u=s in(2*t);hold on plot(t,u, ”r“)lsim(nu m,de n,u,t)

Real Axis

6.有一二阶系统，求出周期为 4 秒的方波的输出响应 2s 2

5s 1 ~2 s 2s 3 >>num=[2 5 1];den=[1 2 3];t=(0:.1:10);period=4;u=(rem(t,period)>=period./2);% 看 rem 函数功能 lsim(nu m,de n,u,t);7.已知开环系统传递函数，绘制系统的根轨迹，并分析其稳定性

G(s)k(s 2)(s 2

4s 3)2

>>num=[1 2];den 仁 [1 4 3];den=conv(de n1,de n1);figure(1)-6 rlocus(num,den)[k,p]= rlocfi nd(nu m,de n)l L l ■ 匚一 L — C--------------------

---------

-r t r r

-10-8-6-4-2 4 6 Root Locus 0 2 2 2

0 0 2 2--CPXA vyanma n-8 2.5 G(s)Lin ear Simulati on Results1.5 e 0.5-0.5-1-1.5-2 Time(sec)p m

impulse response(k=55)

5

figure(2)k=55;num 仁 k*[1 2];den=[1 4 3];den 1=c onv(de n,den);[nu m,de n]=cloop(nu m1,de n1,-1);impulse(nu m,de n)title(”impulse resp onse(k=55)“)-1.5-1 0 200 400 600 Time(sec)800 1000 1200 5 5

0 05

0 0

o

--x 10 8!-------

impulse resp on se(k=56)figure(3)k=56;num 仁 k*[1 2];den=[1 4 3];den 1=c onv(de n,den);[nu m,de n]=cloop(nu m1,de n1,-1);impulse(nu m,de n)-2-4-6-8 L

0 500 1000 Time(sec)title(”impulse resp on se(k=56)“)1500 2000 2500

Select a point in the graphics win dow selected_po int =-2.5924-0.0248i 0.7133-3.4160-2.5918-0.9961 + 0.4306i-0.9961-0.4306i Bode Diagram 8.作如下系统的 bode 图 G(s)>> n=[1 , 1];d=[1 , 4,11 , 7];bode(n , d),grid on Frequency(rad/sec)s 1 s 3

4s 2

11s 7 9.系统传函如下 G(s)s 1 0.5s e(s 2)3 求有理传函的频率响应，然后在同一张图上绘出以四阶伯德近似表示的系统频 率响应 >> num=[1];de n=co nv([1 2],co nv([1 2],[1 2]));

w=logspace(-1,2);t=0.5;

ylabel(”gai n“);subplot(2,1,2);semilogx(w,p1,w,p2,”g--“);grid on;xlabel(”freque ncy“);ylabel(”phase“);10.已知系统模型为

求它的幅值裕度和相角裕度 >> n=[3.5];d=[1 2 3 2];[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margi n(n,d)

G(s)3.5 s 3

2s 2

3s 2 bode plot [m1,p1]=bode(nu m,de n, 2);p1=p1-t*w”*180/pi;[n 2,d2]=pade(t,4);nu mt=c onv(n2,nu m);den t=(c onv(de n, d2));2 freque xlabel(“freque

Gm =

1.1433 Pm =

7.1688 Wcg =

1.7323 Wcp =

1.6541

nyq uist(n, d1);hold on nyq uist(n, d2);nyq uist(n, d3);nyq uist(n, d4);Nyquist Diagram 80 |--------------------

--------------------[--------------------[---------

11.二阶系统为: G(s)n s 2n S S 令 wn=1, 分别作出 E =2,1 , 0.707 , C A 5 y

a 时的 nyquist 曲线。

m >> n=[1];d 仁 [1 , 4,1];d2=[1 , 2 , 1] ； d3=[1 , 1.414,1];d4=[1,1,1];Nyquist Diagram Real Axis 12.已知系统的开环传递函数为

_一-”—一 一-一_一_ ~-60

005

S S

2)

S S32

S S

v vr ra an nk ky ya a

14.一多环系统，其结构图如下，使用 Nyquist 频率曲线判断系统的稳定性。

16.7s(0.85s 1)(0.25s 1)(0.0625s 1)绘制系统的 Nyqusit 图, 并讨论系统的稳定性.>> G=tf(1000,co nv([1,3,2],[1,5]));nyquist(G);axis(”square“)13.分别由 w 的自动变量和人工变量作下列系统的 nyquisF 曲线：

m

G(s)1 s(s 1)>> n=[1];d=[1 , 1 ,0];nyquist(n ,d);% 自动变量 n=[1];d=[1 , 1 ,0];w=[0.5 : 0.1 : 3];nyq uist(n , d , w);% 人工变量-2-1-1.5-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5 Real Axis-0.4-0.3-0.2-0.1 5 5

--0 0

S SI IX XA A

u u^ ^a an nT T9 9a a

卩

G(s)

30 20 10 0

figure(2)[nu m2,de n2]=cloop(nu m,de n);impulse(nu m2,de n2);

>> k1=16.70.0125;z1=[0];p1=[-1.25-4-16];[nu m1,de n1]=zp2tf(z1,p1,k1);[nu m,de n]=cloop(nu m1,de n1);[z,p,k]=tf2zp(nu m,de n);p figure(1)nyq uist(nu m,de n)-2-1 Nyquist Diagram-0.5 0 0.5 Real Axis 1 1.5 1 0.5 s a 0 n g m-0.5-1-1.5 1.5 20 Impulse Resp onse-10.5969 +36.2148i-10.5969-36.2148i-0.0562 15.已知系统为: eanML—pm

-5-10-15 0 0.1 0.2 0.3 Time(sec)Nichols Chart 0.4 0.5 0.6-2 10 0 10 2

Open-Loop Phase(deg)Frequency(rad/sec)

G(s)s(s 1)作该系统的 nichols 曲线。

>> n=[1];d=[1 , 1 , 0];ni chols(n , d);16.已知系统的开环传递函数为: G(s)k s(s 1)(s 2)当 k=2 时，分别作 nichols 曲线和波特图 >> num=1;den=conv(co nv([1 0],[1 1]),[0.5 1]);subplot(1,2,1);ni chols(nu m,de n);grid;B

% n ichols 曲线 G subplot(1,2,2);2 g=tf(nu m,de n);bode(feedback(g,1,-1));grid;Nichols Chart koflr ea M^hnaaM

msuvesaB—

50

--

00

-270 Bode Diagram

90--

% 波特图 17.系统的开环传递函数为:

分别确定 k=2 和 k=10 时闭环系统的稳定性 >> d 仁 [1 , 3,2,0];n 仁 [2];[nc1 , dc1]=cloop(n1 , d1 ,-1);roots(dc1)d2=d1;n2=[10];[nc2 , dc2]=cloop(n2 , d2,-1);roots(dc2)ans =-2.5214-0.2393 + 0.8579i-0.2393-0.8579i ans =-3.3089 0.1545 + 1.7316i 0.1545-1.7316i 18.系统的状态方程为：

X 1 4 3 0 X 1 1 X 2 1 0 0 X 2 0 u X 3 0 1 0 X 3 0

X 1

y 0 1 2 x 2

X 3

G(s)k s(s 1)(s 2)

试确定系统的稳定性。

>> a=[-4,-3,0;1,0,0;0,1,0];b=[1;0;0];c=[0,1,2];d=0;eig(a)% 求特征根 ran k(ctrb(a,b))ans = 0-1-3 ans = 3 实验六连续系统数字仿真的基本算法 实验任务 1.理解欧拉法和龙格-库塔法的基本思想； 2 •理解数值积分算法的计算精度、速度、稳定性与步长的关系;程序举例 1.取 h=0.2 ,试分别用欧拉法、RK2 法和 RK4 法求解微分方程的数值解，并 比较计算精度。

注：解析解：y(t).1 2t >> clear t(1)=0 ； y(1)=1;y_euler(1)=1;y_rk2(1)=1;y_rk4(1)=1;h=0.001;% 步长修改为 0.001 for k=1:5 y(t)y(t)y(0)2t y(t)1

t(k+1)=t(k)+h;y(k+1)=sqrt(1+2*t(k+1));end for k=1:5 y_euler(k+1)=y_euler(k)+h*(y_euler(k)-2*t(k)/y_euler(k));end for k=1:5 k1= y_rk2(k)-2*t(k)/y_rk2(k);k2=(y_rk2(k)+h*k1)-2*(t(k)+h)/(y_rk2(k)+h*k1);y_rk2(k+1)=y_rk2(k)+h*(k1+k2)/2;end for k=1:5 k1= y_rk4(k)-2*t(k)/y_rk4(k);k2=(y_rk4(k)+h*k1/2)-2*(t(k)+h/2)/(y_rk4(k)+h*k1/2);k3=(y_rk4(k)+h*k22)-2*(t(k)+h/2)/(y_rk4(k)+h*k2/2);k4=(y_rk4(k)+h*k3)-2*(t(k)+h)/(y_rk4(k)+h*k3);

y_rk4(k+1)=y_rk4(k)+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;end disp(” 时间 解析解 yt=[t“, y”, y_euler“, y_rk2”, y_rk4“];disp(yt)欧拉法 RK2 法 RK4 法 ”)时间 解析解 欧拉法 RK2 法 RK4法0 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.0010 1.0010 1.0010 1.0010 1.0010 0.0020 1.0020 1.0020 1.0020 1.0020 0.0030 1.0030 1.0030 1.0030 1.0030 0.0040 1.0040 1.0040 1.0040 1.0040 0.0050 1.0050 1.0050 1.0050 1.0050

y(t)2Ry(t)y(t)0 在 0 t 10 上的数字仿真解(已知：

y(0)y(0)0)，并将不同步长下的仿真结果与解析解进行精度比较。

说明：

已知该微分方程的解析解分别为：

100，yt y t 100cost(当 R 0)100e 2t c°s 仝 t 10 ^ e*s in 仝 t 2 3 2(当 R 0.5)采用 RK4 法进行计算，选择状态变量: 2.考虑如下二阶系统：

x 1 y x 2 y 则有如下状态空间模型及初值条件 x 1 x 2 x 1(0)100 x 2 x 1 2Rx 2 x 2(0)0 y x 1 采用 RK4 法进行计算。

>> clear h=input(“ 请输入步长 h=”);M=round(10/h);t(1)=0;y_0(1)=100;y_05(1)=100;和 y_05 分别对应于为 R=0 和 R=0.5)x1(1)=100;x2(1)=0;y_rk4_0(1)=x1(1);y_rk4_05(1)=x1(1);% 求解析解 for k=1:M t(k+1)=t(k)+h;y_0(k+1)=100*cos(t(k+1));y_05(k+1)=100*exp(-t(k+1)/2).*cos(sqrt(3)/2*t(k+1))+100*sqrt(3)/3*exp(-t(k+1)/2).*si n(sqrt(3)/2*t(k+1));end% 输入步长 % 置总计算步数 % 置自变量初值 % 置解析解的初始值(y_0 % 置状态向量初值 % 置数值解的初值

% 利用 RK4 法求解 % R=0 for k=1:M k11=x2(k);k12=-x1(k);k21=x2(k)+h*k12/2;k22=-(x1(k)+h*k11/2);k31=x2(k)+h*k22/2;k32=-(x1(k)+h*k21/2);k41=x2(k)+h*k32;k42=-(x1(k)+h*k31);x1(k+1)=x1(k)+h*(k11+2*k21+2*k31+k41)/6;x2(k+1)=x2(k)+h*(k12+2*k22+2*k32+k42)/6;y_rk4_0(k+1)=x1(k+1);end % R=0.5 for k=1:M k11=x2(k);k12=-x1(k)-x2(k);k21=x2(k)+h*k12/2;k22=-(x1(k)+h*k11/2)-(x2(k)+h*k12/2);k31=x2(k)+h*k22/2;k32=-(x1(k)+h*k21/2)-(x2(k)+h*k22/2);k41=x2(k)+h*k32;k42=-(x1(k)+h*k31)-(x2(k)+h*k32);x1(k+1)=x1(k)+h*(k11+2*k21+2*k31+k41)/6;x2(k+1)=x2(k)+h*(k12+2*k22+2*k32+k42)/6;y_rk4_05(k+1)=x1(k+1);end % 求出误差最大值 err_0=max(abs(y_0-y_rk4_0));err_05=max(abs(y_05-y_rk4_05));% 输出结果 disp（“ 最大误差（R=0）

最大误差（R=0.5）”）

err_max=[err_0,err_05];disp（err_max）

请输入步长 h=0.5 最大误差（R=0）

最大误差（R=0.5）

0.4299 0.0460 没运行一次程序，输入一个步长，记得可到相应的最大误差，将结果可列表如 下：

步长 h 0.0001 0.0005 0.001 0.005 0.01 0.05 0.1 0.5

F =0 5.4330 1.6969 1.0574 4.1107 6.6029 4.1439 6.6602 4.2988 差 最大误 X 10-10 X 10-10 X 10-10 X 10-9 X 10-8 X 10-5 X 10-4 X 10-1

R=0.5 2.7649 6.8123 5.3753 4.0902 6.5425 4.1365 6.7152 4.5976 差 最大误 X 10-11 X 10-12 X 10-12 X 10-10 X 10-9 X 10-6 X 10-5 X 10-2 从上表中可以看出，当步长 h=0.001 时，总误差最小；当步长 h 小于 0.001 时，由于舍入误差变大而使总误差增加；当步长 h 大于 0.001 时，则由于截断误 差的增加也使得总误差加大。另外，当系统的解变化激烈时（如 R=0），误差对 步长的变化较为敏感；当系统的解变化平稳时，步长的变化对误差的影响就要缓 和得多。数值积分算法确定以后，在选择步长时，需要综合考虑。

第二篇：中南大学化工原理仿真实验报告

化工原理计算机仿真实验

班级：化学工程与工艺1102班

姓名：王翔

学号：1505110321

日期：2014年1月1日

本套软件系统包括8个单元仿真实验：

实验一 离心泵性能的测试

实验二 管道阻力实验

实验三 传热实验

实验四 吸收实验

实验五 流体流动形态的观测

实验六 柏努利方程实验

实验七 干燥实验

实验八 精馏实验

以下是实验模拟观测过程和计算机生成的实验报告。

图1 离心泵性能的测试 观察气蚀现象（1）

图2 离心泵性能的测试 观察气蚀现象（2）

图3 离心泵性能的测试 离心泵特性曲线测定实验报告（1）

图4 离心泵性能的测试 离心泵特性曲线测定实验报告（2）

图5 离心泵性能的测试 离心泵特性曲线测定实验报告（3）

图6 离心泵性能的测试 离心泵特性曲线测定实验报告（4）

图7 管道阻力的测定实验报告（1）

图8 管道阻力的测定实验报告（2）

图9 管道阻力的测定实验报告（3）

图10 传热实验

图11 传热实验报告（1）

图12 传热实验报告（2）

图13 传热实验报告（3）

图14 传热实验报告（4）

图15 吸收实验 观察液泛现象

图16 吸收实验报告

图17 液体流动形态的观测 观察滞留形态

图18 液体流动形态的观测实验报告

图19 柏努利方程实验 观察测压孔与水流方向方位角与水位变化（1）

图20 柏努利方程实验 观察测压孔与水流方向方位角与水位变化（2）

图21 干燥实验报告（1）

图22 干燥实验报告（2）

图23 干燥实验报告（3）

图24 干燥实验报告（4）

图25 精馏实验 动态平衡调整

图26 精馏实验报告（1）

图27 精馏实验报告（2）

第三篇：中南大学 数据结构实验报告

数据结构实验报告

专业班级： 指导老师：余腊生 姓

名： 学

号： 实验一 单链表的基本操作的实现

一、实验目的

掌握单链表的基本操作：建立、插入、删除、查找等运算。

二、实验仪器

安装VC++的PC机。

三、实验原理

利用线性表的特性以及其链式存储结构特点对线性表进行相关操作。

四、实验内容

程序中演示了单链表的创建、插入、删除和查找。程序如下：

#include #include #include #include typedef struct node { int data;struct node *next;} NODE;/******************************************/ NODE *Create(){ NODE *p,*head;int x;head=(NODE *)malloc(sizeof(NODE));head->next=NULL;printf(“Input data,-1 to End!n”);

scanf(“%d”,&x);while(x!=-1){ p=(NODE *)malloc(sizeof(NODE));p->data=x;p->next=head->next;head->next=p;scanf(“%d”,&x);} return(head);} /******************************************/ void Output(NODE *head){ NODE *p;p=head;printf(“Begin to dump the LinkList...n”);while(p->next!=NULL){ printf(“->%d”,p->next->data);p=p->next;} printf(“nThe LinkList ended!n”);} /******************************************/ int Listlen(NODE *head){ int i=0;NODE *p=head;while(p->next!=NULL){ i++;p=p->next;} return(i);} /******************************************/ int Get(NODE *head,int i){ int j=0;NODE *p=head;while(p->next&&jnext;} if(!p->next||j>i)return(0);else return(p->data);} /******************************************/ void Del(NODE *head,int i){ NODE *p=head;int j=0;while(p->next&&jnext;} if(!p->next||j>i-1)printf(“the position is wrongn”);else p->next=p->next->next;} /******************************************/ void Ins(NODE *head,int i,int e){ NODE *p=head,*q;int j=0;while(p->next&&jnext;} if(!p->next&&j>i-1)printf(“Wrong positionn”);else { q=(NODE *)malloc(sizeof(NODE));q->data=e;q->next=p->next;p->next=q;} } /******************************************/ main(){ NODE *head;int length;int i,element;system(“CLS”);head=Create();Output(head);length=Listlen(head);printf(“the length of the link is %dn”,length);printf(“input the order :n”);scanf(“%d”,&i);element=Get(head,i);printf(“the element of the order is %dn”,element);printf(“input the del position n”);scanf(“%d”,&i);Del(head,i);Output(head);printf(“Input the insert posion and element:n”);scanf(“%d%d”,&i,&element);Ins(head,i,element);Output(head);getch();}

五、数据记录及处理

1、运行程序,输入下面一组数据: 93 94 12 13 20 14 链表顺序：14 20 13 12 94 93

2、删除第二个数据结点，在第一个位置插入数据20。

运行结果如下: 插入结果：14 13 12 94 93 删除结果：20 14 13 12 94 93 运行结果截图：

实验二 栈和队列的实现

一、目的和要求

1.理解队列和栈的顺序存储结构和链式存储结构。通过本实验，熟悉队列、栈的结构特点； 2.熟悉队列、栈结构上的操作与算法的实现。

二、实验内容

1.队列的基本操作和应用。2.栈的基本操作和应用。

三、仪器、设备和材料

1.适合实验要求的计算机系统。2.VＣ++编程平台。

四、实验原理

队列与栈是一种操作受限制的线性表，在了解线性表的基本原理的基础上，理解与完成此项实验。

五、实验步骤

1.采用队列的顺序存储结构。

2.用菜单的形式完成队列的建立，出队，入队等基本操作。3.采用栈的链式存储结构。

4.用菜单的形式完成栈的出栈、入栈等基本操作。

六、程序算法

#include #include #define OVERFLOW-2 #define ERROR 0 #define OK 1 #define MAX 100 //栈的最大值 typedef int SElemType;typedef int QElemType;typedef struct {SElemType *base;

SElemType *top;}SqStack;

SqStack InitStacka()//顺序存储实现栈的初始化 {SqStack S;S.base=(SElemType *)malloc(MAX*sizeof(SElemType));if(!S.base)exit(OVERFLOW);S.top=S.base;return(S);}

void Pusha(SqStack &S,int x)//顺序存储实现栈的入栈操作 {if(S.top-S.base>=MAX)exit(OVERFLOW);*S.top++=x;}

void Popa(SqStack &S)//顺序存储实现栈的出栈操作 {SElemType *p;int x;if(S.top==S.base)return;else {p=S.top;x=*--S.top;printf(“t删除的栈顶元素是%dnt出栈操作完成后的栈为:n”,x);} } void printa(SqStack S)//输出 {SElemType *p;p=S.base;printf(“t”);while(p!=S.top){printf(“%d ”,*(p++));} printf(“n”);}

typedef struct SqNode {SElemType data;SqNode *Link;}*Sqptr,NODE;typedef struct {Sqptr top;}Stack;

Stack InitStackb()//链式存储实现栈的初始化 {Stack S;S.top=(Sqptr)malloc(sizeof(NODE));if(!S.top)exit(OVERFLOW);S.top->Link=NULL;return(S);}

void Pushb(Stack &S,int x)//链式存储实现栈的入栈操作 {Sqptr p;p=(Sqptr)malloc(sizeof(NODE));if(!p)return;p->data=x;p->Link=S.top->Link;S.top->Link=p;}

void Popb(Stack &S)//链式存储实现栈的出栈操作 {int x;Sqptr p;if(S.top->Link==NULL)return;else {p=S.top->Link;

x=p->data;

S.top->Link=p->Link;

printf(“t删除的栈顶元素是%dn”,x);

free(p);} }

typedef struct QNode {QElemType data;struct QNode *next;}*QueuePtr,QNode;typedef struct {QueuePtr front;QueuePtr rear;}LinkQueue;LinkQueue InitQueue()//链式存储实现队列的初始化 {LinkQueue Q;Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front)exit(OVERFLOW);Q.front->next=NULL;

return(Q);} void EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType x)//链式存储实现队列的入队 {QueuePtr p;p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!p)exit(OVERFLOW);p->data=x;p->next=NULL;Q.rear->next=p;Q.rear=p;} void DeQueue(LinkQueue &Q)//链式存储实现队列的出队 {int x;if(Q.front==Q.rear)return;QueuePtr p;p=Q.front->next;x=p->data;printf(“t删除的队头元素是：%dn”,x);Q.front->next=p->next;if(Q.rear==p)Q.rear=Q.front;free(p);return;}

typedef struct {SElemType *base;int front,rear;}SqQueue;SqQueue InitQueueb()//顺序存储实现队列的初始化 {SqQueue S;S.base=(SElemType *)malloc(MAX*sizeof(SElemType));if(!S.base)exit(OVERFLOW);S.front=S.rear=0;return(S);} void EnQueueb(SqQueue &S,int x)

//顺序存储实现队列的入队 {if((S.rear+1)%MAX==S.front)return;S.base[S.rear]=x;S.rear=(S.rear+1)%MAX;} void DeQueueb(SqQueue &S)//顺序存储实现队列的出队 {int x;if(S.front==S.rear)return;x=S.base[S.front];S.front=(S.front+1)%MAX;printf(“t删除的队头元素是:%dn”,x);} void main(){int choice;int n,x;printf(“nn”);printf(“t1.采用链式存储实现栈的初始化、入栈、出栈操作n”);printf(“t2.采用顺序存储实现栈的初始化、入栈、出栈操作n”);printf(“t3.采用链式存储实现队列的初始化、入队、出队操作n”);printf(“t4.采用顺序存储实现队列的初始化、入队、出队操作n”);printf(“t请选择:”);scanf(“%d”,&choice);switch(choice){case 1:Stack Sa;

printf(“t1.链式存储实现栈的初始化n”);

printf(“t2.链式存储实现栈的入栈操作n”);

printf(“t3.链式存储实现栈的出栈操作n”);

while(1){

printf(“t请选择：”);

scanf(“%d”,&n);

switch(n)

{case 1:Sa=InitStackb();

printf(“t链式存储栈的初始化完成!n”);break;

case 2:printf(“t以'0'结束n”);printf(“t”);

scanf(“%d”,&x);

while(x){

Pushb(Sa,x);scanf(“%d”,&x);}

printf(“t链式存储栈的入栈操作完成!n”);break;

case 3:Popb(Sa);break;}}break;

case 2:SqStack S;

printf(“t1.顺序存储实现栈的初始化n”);

printf(“t2.顺序存储实现栈的入栈操作n”);

printf(“t3.顺序存储实现栈的出栈操作n”);

while(1){

printf(“t请选择:”);

scanf(“%d”,&n);

switch(n)

{ case 1:S=InitStacka();

printf(“t顺序存储栈的初始化完成!n”);break;

case 2:printf(“t以'0'结束n”);

printf(“t”);

scanf(“%d”,&x);

while(x){

Pusha(S,x);

scanf(“%d”,&x);}

printf(“t顺序存储栈的入栈操作完成!n”);

printa(S);break;

case 3:Popa(S);

printa(S);break;}}break;

case 3:LinkQueue Q;

printf(“t1.链式存储实现队的初始化n”);

printf(“t2.链式存储实现队的入栈操作n”);

printf(“t3.链式存储实现队的出栈操作n”);

while(1){

printf(“t请选择：”);

scanf(“%d”,&n);

switch(n)

{

case 1:Q=InitQueue();

printf(“t链式存储队的初始化完成!n”);break;

case 2:printf(“t以'0'结束n”);printf(“t”);scanf(“%d”,&x);

while(x){

EnQueue(Q,x);scanf(“%d”,&x);}

printf(“t链式存储队的入栈操作完成!n”);break;

case 3:DeQueue(Q);break;}}break;

case 4:SqQueue Sv;

printf(“t1.顺序存储实现队的初始化n”);

printf(“t2.顺序存储实现队的入栈操作n”);

printf(“t3.顺序存储实现队的出栈操作n”);

while(1){

printf(“t请选择：”);

scanf(“%d”,&n);

switch(n)

{case 1:Sv=InitQueueb();

printf(“t链式存储栈的初始化完成!n”);break;

case 2:printf(“t以'0'结束n”);printf(“t”);scanf(“%d”,&x);

while(x){

EnQueueb(Sv,x);scanf(“%d”,&x);}

printf(“t链式存储栈的入栈操作完成!n”);break;

case 3: DeQueueb(Sv);break;}}break;} } 程序调试截图：

1.采用链式存储实现栈的初始化、入栈、出栈操作

2.采用顺序存储实现栈的初始化、入栈、出栈操作

3.采用链式存储实现队列的初始化、入队、出队操作

4.采用顺序存储实现队列的初始化、入队、出队操作

七、心得体会

实践才能出真知，在通过了上机操作后，才发现了许多在平时上理论课的时候没有想到的方方面面，编写程序时发现很多语法的错误，以及很多英语单词的记不熟，记错，程序函数错用等等，我想需要在以后多多练习，才能逐步解决这些问题。实验三 二叉树的建立和遍历

一、目的和要求

1、了解二叉树的建立的方法及其遍历的顺序，熟悉二叉树的三种遍历

2、检验输入的数据是否可以构成一颗二叉树

二、实验内容

1.二叉树的建立和遍历

三、仪器、设备和材料

1.适合实验要求的计算机系统。2.VＣ++编程平台。

四、实验的描述和算法

1、实验描述

二叉树的建立首先要建立一个二叉链表的结构体，包含根节点和左右子树。因为耳熟的每一个左右子树又是一颗二叉树，所以可以用递归的方法来建立其左右子树。二叉树的遍历是一种把二叉树的每一个节点访问完并输出的过程，遍历时根结点与左右孩子的输出顺序构成了不同的遍历方法，这个过程需要按照不同的遍历的方法，先输出根结点还是先输出左右孩子，可以用选择语句实现。

2、算法

#include #include using namespace std;template struct BinTreeNode

//二叉树结点类定义 { T data;

//数据域

BinTreeNode *leftChild,*rightChild;

//左子女、右子女域

BinTreeNode(T x=T(),BinTreeNode* l =NULL,BinTreeNode* r = NULL)

:data(x),leftChild(l),rightChild(r){}

//可选择参数的默认构造函数 };//-----------template void PreOrder_2(BinTreeNode *p)

//非递归前序遍历 { stack * > S;while(p!=NULL ||!S.empty()){

while(p!=NULL)

{

cout<

data;

//访问根结点

S.push(p);

p=p->leftChild;

//遍历指针进到左子女结点

}

if(!S.empty())

//栈不空时退栈

{

p=S.top();

S.pop();

p = p->rightChild;

//遍历指针进到右子女结点

} } } //--template void InOrder_2(BinTreeNode *p)

//非递归中序遍历 { stack* > S;do {

while(p!=NULL)

//遍历指针未到最左下的结点，不空

{

S.push(p);

p=p->leftChild;

}

if(!S.empty())

//栈不空时退栈

{

p=S.top();

S.pop();

cout<

data;

p=p->rightChild;

} } while(p!=NULL ||!S.empty());}

//----template void PostOrder_2(BinTreeNode *p)//非递归后序遍历 { stack * > S;stack tag;//定义一个新的栈用来保存tag域判别根结点的左右子树是否均遍历过

while(p!= NULL ||!S.empty())

//左子树经过结点加L进栈

{

while(p!=NULL)

{

S.push(p);//首先将t和tag为入栈，遍历左子树

tag.push(0);//遍历左子树前的现场保护

p=p->leftChild;

}

while(!S.empty()&& tag.top()==1)

{

p=S.top();

S.pop();

tag.pop();

cout<

data;//最后访问根结点。

}

if(!S.empty())

{

tag.pop();

tag.push(1);//遍历右子树前的现场保护,修改栈顶tag为，遍历右子树

p=S.top();

// 取栈顶保存的指针

p=p->rightChild;

}

else

break;

} } template void InOrder_1(BinTreeNode * subTree){//递归函数：中序次序遍历以subTree为根的子树。

if(subTree!=NULL)

//NULL是递归终止条件

{

InOrder_1(subTree->leftChild);//中序遍历根的左子树

cout<data;

//访问根结点

InOrder_1(subTree->rightChild);//中序遍历根的右子树

} } template void PreOrder_1(BinTreeNode * subTree){//递归函数：前序遍历以subTree为根的二叉树。if(subTree!=NULL)

//递归结束条件

{

cout<data;//访问根结点

PreOrder_1(subTree->leftChild);

//前序遍历根的左子树

PreOrder_1(subTree->rightChild);

//前序遍历根的右子树

} } template void PostOrder_1(BinTreeNode * subTree){//递归函数：后序次序遍历以subTree为根的子树。

if(subTree!=NULL)

//NULL是递归终止条件

{

PostOrder_1(subTree->leftChild);//后序遍历根的左子树

PostOrder_1(subTree->rightChild);//后序遍历根的右子树

cout<data;

//访问根结点

} } //------------template void CreateBinTree(BinTreeNode * & subTree){//递归方式建立二叉树

T item;

cin>>item;

if(item!=-1)

{

subTree = new BinTreeNode();

if(subTree == NULL)

{

cerr<<“存储分配错！”<

exit(1);

}

subTree->data = item;

CreateBinTree(subTree->leftChild);//递归建立左子树

CreateBinTree(subTree->rightChild);//递归建立右子树

}

else subTree = NULL;

//封闭指向空子树的指针 } int main(){

BinTreeNode * Tree = NULL;cout<<“请输入每个结点，回车确认，并以-1结束：”;CreateBinTree(Tree);

cout<<“先序遍历二叉树结果：”;

PreOrder_1(Tree);

cout<

cout<<“后序遍历二叉树结果：”;

PostOrder_1(Tree);cout<

cout<<“非递归中序遍历二叉树结果：”;InOrder_2(Tree);cout<

3、实验程序运行截图

实验四 散列法查找和排序

一、目的和要求

1.用散列法实现顺序查找，折半查找。

二、仪器、设备和材料

1.适合实验要求的计算机系统。2.VＣ++编程平台。

三、实验步骤 和程序

1、顺序查找 #include #include #include #define m

#define NULLKEY 0 typedef int KeyType;

/* 假设关键字为整型 */ typedef struct { KeyType key;}RecordType;typedef RecordType HashTable[m];int hash(KeyType k)/*除留余数法构造哈希函数*/ { int h;h = k%m;return h;} int HashSearch(HashTable ht, KeyType K)/*哈希查找*/ { int h0;int i;int hi;h0=hash(K);if(ht[h0].key==NULLKEY)

return(-1);else

if(ht[h0].key==K)

return(h0);

else

/* 用线性探测再散列解决冲突 */

{

for(i=1;i<=m-1;i++)

{

hi=(h0+i)% m;

if(ht[hi].key==NULLKEY)

return(-1);

else

if(ht[hi].key==K)

return(hi);

}

return(-1);

}

} void main(){ int i,j;int n;int p;int hj;int k;int result;HashTable ht;for(i=0;i

ht[i].key = NULLKEY;printf(“请输入哈希表的元素个数:”);scanf(“%d”,&n);for(i=1;i<=n;i++){

printf(“请输入第%d个元素:”,i);

fflush(stdin);

scanf(“%d”,&p);

j = hash(p);

if(ht[j].key == NULLKEY)

ht[j].key = p;

else

{

for(i=1;i<=m-1;i++)

{

hj=(j+i)% m;

if(ht[hj].key==NULLKEY)

{

ht[j].key = p;

}

i = m;

}

}

} } printf(“请输入要查找的元素:”);fflush(stdin);scanf(“%d”,&k);result = HashSearch(ht,k);if(result ==-1)printf(“未找到!n”);else printf(“元素位置为%dn”,result);system(“pause”);运行结果如下：

2、折半查找

#include #define N 21 void main(void){ int a[N];int i,n,num;int top,bottom,mid;int flag=1;int loc=-1;printf(“你想在多少个数中进行折半查找，请输入(1--20):”);scanf(“%d”,&n);while(n<1||n>20){

printf(“你输入的数不正确，请重新输入:n”);

printf(“你想在多少个数中进行折半查找，请输入(1--20):”);

scanf(“%d”,&n);} printf(“请你输入一个整数a[1]:”);scanf(“%d”,&a[1]);i=2;while(i<=n){

printf(“请你输入一个整数a[%d]:”,i);

scanf(“%d”,&a[i]);

i++;} printf(“n输出表列n”);for(i=1;i<=n;i++){ printf(“%6d”,a[i]);} printf(“n”);printf(“请你输入要查找的数:”);scanf(“%d”,&num);flag=1;top=n;bottom=1;mid=(top+bottom)/2;while(flag){ printf(“top=%d，bottom=%d，mid=%d,a[i]=%dn”,top,bottom,mid,mid,a[mid]);if((num>a[top])||(num

loc=-1;

flag=0;} else if(a[mid]==num){

loc=mid;

printf(“找到数

%6d的位置%2dn”,num,loc);

break;} else if(a[mid]>num){

top=mid-1;

mid=(top+bottom)/2;} else if(a[mid]

bottom=mid+1;

mid=(top+bottom)/2;} } if(loc==-1){ printf(“%d这个数在表列中没有找到。n”,num);} } 运行结果如下：

第四篇：中南大学 网络安全实验报告

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY

网 络 安 全 实 验 报 告

学生姓名

专业班级

学 号

学 院 信息科学与工程学院 指导教师 刘嫔

实验时间 2014年12月 实验一 CA证书与SSL连接

应用场景

在访问Web 站点时，如果没有较强的安全措施，用户访问的数据是可以使用网络工具 捕获并分析出来的。在Web 站点的身份验证中，有一种基本身份验证，要求用户访问输入 用户名和密码时，是以明文形式发送密码的，蓄意破坏安全性的人可以使用协议分析程序破 译出用户名和密码。那我们该如果避免呢？可利用SSL 通信协议，在Web 服务器上启用安 全通道以实现高安全性。

SSL 协议位于TCP/IP 协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。SSL 协 议可分为两层： SSL 记录协议（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的传输协议（如TCP）之上，为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。SSL 握手协议（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL 记录协议之上，用于在实际的数据传输开始前，通讯双 方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。每一个Windows Server 2003 证书颁发 机构都有可供用户和管理员使用的网页。

实验目标

掌握在Windows Server 2003 下独立根CA 的安装和使用。使用WEB 方式申请证书和安装证书。建立SSL 网站。

分析SSL 网站的数据包特点。

实验拓扑

VM Client

VM Server

实验环境

虚拟机：Windows Server 2003，Windows XP，Wireshark 抓包软件。

实验过程指导

任务一：windows server 2003 环境下独立根CA 的安装及使用

1、启动Windows Server 2003 和Windows XP，配置其IP，使其在同一局域网网段。

2、在Windows Server 2003 中，选择【开始】|【控制面板】|【添加和删除程序】，在弹出窗

口中选择【添加和删除windows 组件】，在【组件】列表框中选择【证书服务】，再单击【下 一步】按钮，如下图所示。

3、在弹出的窗口中选择【独立根CA】单选按钮，单击【下一步】按钮，在弹出窗口中按 要求依次填入CA 所要求的信息，单击【下一步】按钮，如下图所示。

4、继续选择【证书数据库】、【数据库日志】和配置信息的安装、存放路径，如下图所示。

单击【下一步】按钮。安装的时候，可能会弹出如下窗口，为了实验方便，已经把I386 文 件夹复制到C:下，选择【浏览】，选择文件夹“C:I386”，点【确定】，完成安装。

5、选择【开始】|【程序】|【管理工具】，可以找到【证书颁发机构】，说明CA 的安装已经

完成，如下图所示。

6、从同一局域网中的另外一台XP 开启IE 浏览器，输入http://windows2003 的IP/certsrv/, 选中【申请一个证书】，如下图所示，在弹出的页面中选择【web 浏览器证书】。

7、在弹出窗口中填写用户的身份信息，完成后进行【提交】。此种情况下，IE 浏览器采用 默认的加密算法生成公钥对，私钥保存在本地计算机中，公钥和用户身份信息按照标准的格式发给CA 服务器，如图所示,单击【是】，进入下一步。CA 服务器响应后，弹出证书申请 成功页面，如下图所示。

8、在根CA 所在的计算机上，选择【开始】|【程序】|【管理工具】|【证书颁发机构】，上

面申请的证书便会出现在窗口右边，选择证书单击右键，选择【所有任务】|【颁发】，进行 证书颁发，如下图所示。证书颁发后将从【挂起的申请】文件夹转入【颁发的证书】文件夹 中，表示证书颁发完成。

9、在申请证书的计算机上打开IE，输入http://windows2003 的IP/certsrv/，进入证书申请页

面，选择【查看挂起的证书申请状态】，弹出的页面中选择一个已经提交的证书申请，如下 图所示。选择安装此证书。

10、现在验证此CA 系统颁发的新证书是否可信，为此需要安装CA 系统的根证书，进入证书申请主页面，选择当前的CA 证书进行下载，并保存到合适路径，如下图所示。

11、下载完毕之后，在证书的保存目录中查看证书信息，单击【安装证书】按钮，进入证书 导入向导，按照默认的配置完成证书的导入，导入成功后，单击【确定】按钮，之后完成。

任务二：基于Web 的SSL 连接设置

1、在XP 中，左下角【开始】，打开【Wireshark】，并点击开始抓包的按钮。打开IE 浏览器，输入网址http://windows2003 的IP/?id=1(比如：http://192.168.1.130/?id=1)，然后保存Wireshark的抓包结果1。

2、选择【开始】|【程序】|【管理工具】|【IIS（Internet 信息服务）管理器】，在弹出窗口

右键单击【默认网站】，弹出的快捷菜单中选择【属性】选项，如下图所示。

3、在弹出窗口内选择【目录安全性】标签，单击【安全通信】中的【服务器证书】按钮，如下图所示。

4、弹出【IIS 证书向导】窗口，选中【新建证书】复选项，一直单击【下一步】按钮，输入自定义的名称，如下图所示。填写相应的信息后，单击【下一步】按钮。

5、弹出【请求文件摘要】窗口，确认后单击【下一步】按钮，接着单击【完成】按钮，完 成服务器端证书配置，如下图所示。

6、打开IE 浏览器（windows2003 中的），进入证书申请主界面，如下图所示。

7、在出现的网页中选择【高级证书申请】，如图所示，在出现的网页中单击第二个选项【base64 编码】。打开刚才IIS 证书向导生成的请求文件，（默认路径C:certreq.txt），复制并粘贴文件

内容到第一个文本框，如下图所示，单击【提交】按钮，转到完成提交后的页面。

8、回到首页，选择【查看挂起的证书申请状态】，弹出的页面中选择一个已经提交的证书申 请，如下图所示。选择【Base 64 编码】，点击【下载证书】，【保存】certnew.cer 文件到桌面。

9、选择【开始】|【程序】|【管理工具】|【IIS（Internet 信息服务）管理器】，在弹出窗口

右键单击【默认网站】，弹出的快捷菜单中选择【属性】选项，在弹出窗口内选择【目录安 全性】标签，选择【服务器证书】，选择【下一步】，【处理挂起的请求并安装证书】选择【下 一步】，【浏览】选择刚才保存的certnew.cer 文件，如下图所示。【下一步】【下一步】【完成】。

10、还是在【目录安全性】下，选择【安全通信】下的【编辑】，在下如图所示的弹出窗口 中选中【要求安全通道（SSL）】复选项，并在【客户端证书】栏中选中【接受客户端证书】 复选项，再单击【确定】按钮。返回【目录安全性】面板，单击【应用】按钮及【确定】按

钮，完成配置。

11、在XP 系统打开浏览器，输入服务器IP 地址，进入证书申请主页面，此时会显示错误 信息页面，要求采用https 的方式连接服务器，如图所示。

12、把http 改成https 继续访问，此时浏览器提示你要安装证书，安装完证书后，就可以正 常使用了。、再次打开Wireshark，并点击开始抓包的按钮。打开IE 浏览器，输入网址

https://windows2003 的IP/?id=1(比如：https://192.168.1.130/?id=1)，然后保存Wireshark 的抓

包结果2。

14、分析比较抓包结果1 和抓包结果2 中，对IP/?id=1 请求处理的差异。

实验截图

1、写出windows server 2003 下独立根CA 的配置及应用的过程，将重要的步骤截图并保存。如上所示，重要的步骤截图已置于相应步骤下。

2、写出windows server 2003 下基于Web的SSL连接设置的过程，将重要的步骤截图并保存。如上所示，重要的步骤截图已置于相应步骤下。

实验心得

通过此次实验，我学会了Wireshark抓包的基本使用方法，学到了很多课本上没有的新知识，并对课本上的概念有了实际的更深的认识。通过Wireshark所抓到的未使用SSL 连接和使用SSL 连接的信息的对比，我对HTTPS有了一定的了解，对计算机网络通信中的数据传输安全有了大概的认识。

HTTPS（全称：Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL，因此加密的详细内容就需要SSL。它是一个URI scheme（抽象标识符体系），句法类同http:体系。用于安全的HTTP数据传输。https:URL表明它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默 14 认端口及一个加密/身份验证层（在HTTP与TCP之间）。这个系统的最初研发由网景公司(Netscape)进行，并内置于其浏览器Netscape Navigator中，提供了身份验证与加密通讯方法。现在它被广泛用于万维网上安全敏感的通讯，例如交易支付方面。它的主要作用可以分为两种：一种是建立一个信息安全通道，来保证数据传输的安全；另一种就是确认网站的真实性，凡是使用了 https 的网站，都可以通过点击浏览器地址栏的锁头标志来查看网站认证之后的真实信息，也可以通过 CA 机构颁发的安全签章来查询。

Wireshark所抓到的未使用SSL 连接的http 信息，信息是明文传输，而使用SSL连接的https 则具有安全性的ssl加密传输协议，更加安全。

实验二 配置和管理主机防火墙

应用场景

对于Internet 上的系统，不管是什么情况，首先我们要明确一点：网络是不安全的。因此，虽然创建一个防火墙并不能保证系统100%安全，但却是绝对必要的。和社会上其它任何事物一样，Internet 经常会受到一些无聊的或者别有用心的人的干扰，防火墙的目的就是将这类人挡在你的网络之外，同时使你仍然可以完成自己的工作。

那么构筑怎样的Linux 防火墙系统才算是足够安全呢？这是一个很难回答的问题，因为不同的应用环境对安全的要求不一样。用一句比较恰当而且简单的话来回答这个问题：用户了解自己的Linux 系统和设置，并且可以很好地保护好自己的数据和机密文件的安全，这对于该计算机用户来说就可以称之为他的计算机有足够的安全性。

那么到底什么是防火墙呢？防火墙是一个或一组系统，它在网络之间执行访问控制策略。实现防火墙的实际方式各不相同，但是在原则上，防火墙可以被认为是这样一对机制：一种机制是拦阻传输流通行，另一种机制是允许传输流通过。一些防火墙偏重拦阻传输流的通行，而另一些防火墙则偏重允许传输流通过。了解有关防火墙的最重要的概念可能就是它实现了一种访问控制策略。

一般来说，防火墙在配置上是防止来自“外部”世界未经授权的交互式登录的。这大大有助于防止破坏者登录到你网络中的计算机上。一些设计更为精巧的防火墙可以防止来自外部的传输流进入内部，但又允许内部的用户可以自由地与外部通信。如果你切断防火墙的话，它可以保护你免受网络上任何类型的攻击。防火墙的另一个非常重要的特性是可以提供一个单独的“拦阻点”，在“拦阻点”上设置安全和审计检查。与计算机系统正受到某些人利用调制解调器拨入攻击的情况不同，防火墙可以发挥一种有效的“电话监听”和跟踪工具的作用。防火墙提供了一种重要的记录和审计功能；它们经常可以向管理员提供一些情况概要，提供有关通过防火墙的传输流的类型和数量，以及有多少次试图闯入防火墙的企图等信息。

因此本实验将介绍如何配置linux 防火墙。

VM Client

VM Server

实验目标

1.掌握linux 下基本的iptables 知识 2.学会配置iptables VM Windows VM Linux

实验环境

虚拟机：linux,windowsXP；linux 主机用户名：root；密码：root 16 实验过程指导

一.Iptables 的规则表、链结构

1.规则表（iptables管理4个不同的规则表，其功能由独立的内核模块实现）filter 表：包含三个链INPUT OUTPUT FORWARD nat表：PREROUTING POSTROTING OUTPUT mangle 表：PREROUTING POSTROUTING INPUT OUTPUT FORWARD raw 表：OUTPUT PREROUTING 2.规则链

INPUT 链当收到访问防火墙本机的数据包（入站）时，应用此链中的规则 OUTPUT链当防火墙本机向外发送数据包（出站）时，应用此链中的规则 FORWARD链收到需要通过防火墙发送给其他地址的数据包，应用此链 PREROUTING链做路由选择之前，应用此链

POSTROUTING链对数据包做路由选择之后，应用此链中的规则

二.数据包的匹配流程

1.规则表之间的优先级 raw mangle nat filter 2.规则链之间的优先级

入站数据流向：来自外界的数据包到达防火墙，首先PREROUTING规则链处理（是否被修改地址），之后会进行路由选择（判断该数据包应该发往何处），如果数据包的目标地址是防火墙本机，那么内核将其传递给INPUT 链进行处理，通过以后再交给上次的应用程序进行响应。

转发数据流向：来自外界的数据包到达防火墙后，首先被PREROUTING 规则链处理，之后进行路由选择，如果数据包的目标地址是其他外部地址，则内核将其传递给FPRWARD 链进行处理，然后再交给POSTROUTIING 规则链（是否修改数据包的地址等）进行处理。

出站数据流向：防火墙本身向外部地址发送数据包，首先被OUTPUT 规则链处理，之后进行路由选择，然后交给POSTROUTING 规则链（是否修改数据包的地址等）进行处理。3.规则链内部各防火墙规则之间的优先顺序

依次按第1条规则、第2条规则、第3条规则„„的顺序进行处理，找到一条能够匹配的数据包规则，则不再继续检查后面的规则（使用LOG记录日志的规则例外）。如果找不到匹配规则，就按照规则链的默认策略进行处理。

三.管理和设置iptables规则

Iptables 的基本语法格式选项名-A-D-I-R

功能及特点

在指定链的末尾添加（--append）一条新规则

删除（--delete）指定链中的某一条规则，按规则序号或内容确定要删除的规则 在指定链中插入一条新规则，若未指定插入位置，则默认在链的开头插入 修改、替换指定链中的一条规则，按按 17-L-F-X-P-n-v-V-h--line-numbers-N

1.查看规则表

# iptables-L INPUT--line-numbers //查看filter表中INPUT链中的所有规则，同时显示各条规则的顺序号

规则序号或内容确定要替换的规则 列出指定链中所有的规则进行查看，若未指定链名，则列出表中所有链的内容 清空指定链中的所有规则，若未指定链名，则清空表中所有链的内容 删除表中用户自定义的规则链 设置指定链的默认策略（大p）

使用数字形式显示输出结果，如显示主机的IP地址而不是主机名

查看规则列表时显示详细的信息 查看iptables命令工具的版本信息 查看命令帮助信息

查看规则列表时，同时显示规则在链中的顺序号

新建一条用户自定义的规则链

2.删除、清空规则

# iptables-F //不指定表名时，默认情况filter表

3.设置规则链的默认策略

# iptables-t filter-P FORWARD DROP //将filter表中FORWARD规则的默认策略设为DROP # iptables-P OUTPUT ACCEPT //将filter表中OUTPUT规则的默认策略设为ACCEPT 18

四.条件匹配

1.通用（general）条件匹配（直接使用，而不依赖于其他的条件匹配及其扩展）协议匹配（允许使用的协议名包含在/etc/protocols文件中）

# iptables-AINPUT-p icmp–j REJECT //拒绝进入防火墙的所有icmp数据包

地址匹配

拒绝转发来自192.168.1.11主机的数据，允许转发来自192.168.0./24网段的数据 # iptables-A FORWARD-s 192.168.1.11-j REJECT

2.隐含（implicit）条件匹配（需要指定的协议匹配为前提，其对应的功能由iptables自动（隐含）的装载入内核），如果无匹配条件，默认为REJECT。

端口匹配

仅允许系统管理员从202.13.0.0/16网段使用SSH方式远程登录防火墙主机 # iptables-A INPUT-p tcp--dport 22-s 202.13.0.0/16-j ACCEPT

五.在进行了上述规则讲解与熟悉之后，接下来的步骤进行防火墙规则配置与测试

禁止Windows主机ping防火墙linux主机，但是允许从防火墙上ping其他主机（允许接受ICMP回应数据）

1.配置linux防火墙主机ip地址，如下图所示：

2.配置windows 主机ip地址，如下图所示:

3.配置linux 主机防火墙规则，如下图所示：

4.在此在windows 主机和linux 主机上进行相互ping 测试，测试结果如下图所示：

windows主机无法ping通linux防火墙主机，但是linux主机可以ping通windows主机。

实验截图

如上所示，重要的步骤截图已置于相应步骤下。

实验心得

1)如何在linux 主机上配置防火墙规则以防止DDOS 高级？

答：默认的iptables规则是无法过滤DDOS攻击数据的,我们需要添加过滤规则实现iptables拥有抗DDOS的能力：

屏蔽 SYN_RECV 的连接

-A FORWARD-p tcp-m tcp--tcp-flags FIN,SYN,RST,ACK SYN-m limit--limit 1/sec-j ACCEPT 限制IP碎片，每秒钟只允许100个碎片，用来防止DoS攻击-A FORWARD-f-m limit--limit 100/sec--limit-burst 100-j ACCEPT 限制ping包每秒一个，10个后重新开始

-A FORWARD-p icmp-m limit--limit 1/sec--limit-burst 10-j ACCEPT 限制ICMP包回应请求每秒一个

-A FORWARD-p icmp-m icmp--icmp-type 8-m limit--limit 1/sec-j ACCEPT 此处自定义一个表

-A FORWARD-j RH-Firewall-1-INPUT 完全接受 loopback interface 的封包-A RH-Firewall-1-INPUT-i lo-j ACCEPT 允许主机接受 ping-A RH-Firewall-1-INPUT-p icmp-m icmp--icmp-type any-j ACCEPT 允许连线出去后对方主机回应进来的封包

22-A RH-Firewall-1-INPUT-m state--state RELATED,ESTABLISHED-j ACCEPT 允许防火墙开启指定端口

-A RH-Firewall-1-INPUT-p tcp-m state--state NEW-m tcp--dport port-j ACCEPT 限制SSH登陆

只允许在***.***.***.***上使用ssh远程登录，从其它计算机上禁止使用ssh iptables-A INPUT-s ***.***.***.***-p tcp--dport 22-j ACCEPT iptables-A INPUT-p tcp--dport 22-j DROP

2)linux 主机防火墙处理数据包的顺序是什么？

答：（1）当包到达端口时，对包报头进行语法分析。大多数包过滤设备只检查IP、TCP、或UDP报头中的字段。

（2）若一条规则阻止包传输或接收，则此包便不被允许。

（3）若一条规则允许包传输或接收，则此包便可以被继续处理。（4）若包不满足任何一条规则，则此包便被阻塞。

实验三WIFI 钓鱼

步骤一 共享WIFI 工具：电脑、WIN7 系统、无线网卡

步骤

1.开始菜单-->命令提示符(cmd)-->右键，以管理员身份运行 2.运行以下命令启用虚拟网卡

>netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=(这里写无线网名字)key=(这里是密码)

3.网络共享中心-->更改高级适配器设置-->右键已连接到Internet 的网络连接-->属性-->切换 到“共享”选项卡，选中其中的复选框，并选择允许其共享Internet 的网络连接，这里即我 们的虚拟WIFI 网卡

4.开启无线网络，继续在命令提示符中运行以下命令: >netsh wlan start hostednetwork 24 即可开启我们之前设置好的无线网络（相当于打开路由器的无线功能）

步骤二 WIFI 钓鱼

工具：其他笔记本或手机、Wareshark 步骤

1.搜索到刚刚设置的WIFI，连接上（密码为刚刚设置的key:12345679）

2.在笔记本上打开wareshark，选择capture-->interfaces 3.选择Packets 最多的项，点击start 按钮

4.在手机或笔记本上打开中南大学邮箱网站:http://mail.csu.edu.cn/,在主机上用wareshark 捕捉

http 的包

（这里大家可以自由实验，能监控到连接到该WIFI 的机器的所有包的情况）5.在手机或笔记本上输入用户名和密码，点击登录

6.在主机上用wareshark 捕捉到刚刚post 提交的http 包，右键选择Follow tcp stream

7.可以看到刚刚提交的用户名和密码，且是未经过加密的

实验截图

如上所示，重要的步骤截图已置于相应步骤下。

实验心得

本次实验是在自己的笔记本上做的，实验也比较简单，所以做得比较快效果比较好。通过本次实验，大致了解了WIFI钓鱼的操作过程，同时，也让自己有了警觉之心，要养成良好的WIFI使用习惯。手机会把使用过的WIFI热点都记录下来，如果WiFi开关处于打开状态，手机就会不断向周边进行搜寻，一旦遇到同名的热点就会自动进行连接，存在被钓鱼风险。因此当我们进入公共区域后，尽量不要打开WIFI开关，或者把WiFi调成锁屏后不再自动连接，避免在自己不知道的情况下连接上恶意WIFI。

实验四 SQL注入攻击

【实验目的】

SQL注入攻击指的是通过构建特殊的输入作为参数传入Web应用程序，而这些输入大都是SQL语法里的一些组合，通过执行SQL语句进而执行攻击者所要的操作，其主要原因是程序没有细致地过滤用户输入的数据，致使非法数据侵入系统。根据相关技术原理，SQL注入可以分为平台层注入和代码层注入。前者由不安全的数据库配置或数据库平台的漏洞所致；后者主要是由于程序员对输入未进行细致地过滤，从而执行了非法的数据查询。

本次实验目的是了解sql注入的常见手段，要到两个工具：

①dvwa(Dam Vulnerable Web Application)是用PHP+Mysql编写的一套用于常规WEB漏洞教学和检测的WEB脆弱性测试程序。包含了SQL注入、XSS、盲注等常见的一些安全漏洞。

② sqlmap是一个自动化的SQL注入工具,其主要功能是扫描,发现并利用给定的URL的SQL注入漏洞。

【实验组网拓扑】

VM Client

VM Server

【实验一：dvwa手动sql注入】

1、连接好虚拟机拓扑图，配置WindowsXP Client和Windows XP Server的IP使其在同一个局域网网段。

2、打开Server端的xampp，启动apache和mysql。打开Client的浏览器，访问Server的IP/dvwa，如“192.168.1.32/dvwa”，登陆账户为admin，密码为password。

3、选择SQLInjection，点击右下角的ViewSource，查看PHP源代码。

4、正常测试，输入“1”，得到正常结果，如下所示。

5、当将输入变为“'”时，页面提示错误“YouhaveanerrorinyourSQLsyntax;checkthemanualthatcorrespondstoyourMySQLserverversionfortherightsyntaxtousenear'''''atline1”，结果如图。看到这个结果，可以知道，这个表单存在着注入漏洞。

6、尝试输入：“1’or 1=1–”注意“--”后面有空格！此时成功进行sql注入。

7、测试查询信息列数。利用语句order by num。这里输入“ 1'order by 1--” 结果页面正常显示，注意--后面有空格。继续测试，“ 1'order by 2--”,“ 1'order by 3--”，当输入3是，页面报错。页面错误信息如下，Unknown column '3' in 'order clause'，由此查询结果值为2列。

8、尝试注入“1' and 1=2 union select 1,2--”，从而得出First name处显示结果为查询结果第一列的值，surname处显示结果为查询结果第二列的值，利用内置函数user(),及database()，version()注入得出连接数据库用户以及数据库名称：“1' and 1=2 union select user(),database()--”。

9、选择DVWA Security，将安全级别分别设置为中、高。再运行上面的实验sql语句，结合右下角的ViewSource，分析三种等级的代码和sql注入效果有何区别。在安全级别分别设置为低时，结合PHP源代码，考虑不采用“--”的情形下，完成sql注入，写出sql注入语句。

【实验二：sqlmap测试dvwa】

1、打开Server端的xampp，启动apache和mysql。打开Client的浏览器，访问Server的IP/dvwa，如“169.254.180.158/dvwa”，登陆账户为admin，密码为password。选择DVWA Security，将安全级别分别设置为低。

2、选择XSS reflected，输入“alert(document.cookie)”，获取登陆系统后的cookie值，截图保存cookie值。

3、使用sqlmap查找注入点，打开Client端的控制台窗口，转到目录“C:Python27sqlmap”，输入以下命令，注意！“169.254.180.158”表示Server的IP，“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”表示上一步所获得的cookie值，请同学们按照实际环境 33 填写相应的值！“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5””。

依据以下信息，得到可能的注入点是id，数据库是mysql。

[INFO] heuristic(basic)test shows that GET parameter 'id' might be injectable(possible DBMS: 'MySQL')[INFO] GET parameter 'id' is 'MySQL UNION query(NULL)-1 to 20 columns' injectable

4、输入“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”--current-db”得到当前数据库名。

current database: 'dvwa'

5、输入“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”--current-db--tables-Ddvwa”得到数据库所有表。

6、输入“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”-T users--columns”得到user表的所有列。

7、输入“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”-T users--dump”得到user表的所有列，在sqlmap询问时候破解密码时，选择是，sqlmap会使用自己的字典来破解密码，得到5个用户的密码。此时就完成了利用sqlmap进行“拖库”的基本步骤。

实验截图

如上所示，重要的步骤截图已置于相应步骤下。

实验心得

随着B/S模式应用开发的发展，使用这种模式编写应用程序的程序员也越来越多。但是由于程序员的水平及经验也参差不齐，相当大一部分程序员在编写代码的时候，没有对用户输入数据的合法性进行判断，使应用程序存在安全隐患。用户可以提交一段数据库查询代码，根据程序返回的结果，获得某些他想得知的数据，这就是所谓的SQL Injection，即SQL注入。

此次的实验让我了解了SQL注入攻击的原理和过程，让我了解到了做这方面开发的时候需要注意的安全性问题，也意识到安全的重要性和数据库的一些欠缺，提高了自己在这方面的安全意识。在实验的过程中遇到了很多困难，配置上的，环境上的，还有一些需要注意的小问题。很高兴顺利完成了这次实验，期待下次能使用更高级的工具进行扫描和实施攻击，当然，以后的开发过程中也要特别注意这些脆弱点了。

第五篇：中南大学网络安全实验报告

学生姓名指导教师学 院专业班级学 号完成时间中南大学

网络安全 实验报告

代巍 张士庚 信息科学与工程学院 信安1201班 0909121615 年1２月１５日

2014

目录

实验一 CA证书与SSL连接 实验二 WIFI钓鱼 实验三 SQL注入攻击

实验四 配置和管理主机防火墙

实验一 CA证书与SSL连接

一．实验目的

通过申请、安装数字证书，掌握使用SSL建立安全通信通道的方法。掌握在Windows Server 2003 下独立根CA 的安装和使用。使用WEB 方式申请证书和安装证书。建立SSL 网站。

分析SSL 网站的数据包特点。二．实验原理

SSL协议的工作原理、数字证书的原理

在访问Web 站点时，如果没有较强的安全措施，用户访问的数据是可以使用网络工具 捕获并分析出来的。在Web 站点的身份验证中，有一种基本身份验证，要求用户访问输入

用户名和密码时，是以明文形式发送密码的，蓄意破坏安全性的人可以使用协议分析程序破

译出用户名和密码。那我们该如果避免呢？可利用SSL 通信协议，在Web 服务器上启用安

全通道以实现高安全性。

SSL 协议位于TCP/IP 协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。SSL 协 议可分为两层： SSL 记录协议（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的传输协议（如TCP）

之上，为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。SSL 握手协议（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL 记录协议之上，用于在实际的数据传输开始前，通讯双

方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。每一个Windows Server 2003 证书颁发

机构都有可供用户和管理员使用的网页。三．实验环境

虚拟机：Windows Server 2003，Windows XP，Wireshark 抓包软件。四．实验过程

任务一：windows server 2003 环境下独立根CA 的安装及使用

1、windows server 2003 环境下独立根CA 的安装及使用，启动Windows Server 2003 和Windows XP，配臵其IP，使其在同一局域网网段。在Windows Server 2003 中，选择【开始】|【控制面板】|【添加和删除程序】，在弹出窗口中选择【添加和删除windows 组件】，在【组件】列表框中选择【证书服务】，再单击【下一步】按钮，如下图所示。

2、在弹出的窗口中选择【独立根CA】单选按钮，单击【下一步】按钮，在弹出窗口中按要求依次填入CA 所要求的信息，单击【下一步】按钮，如下图所示。

3、继续选择【证书数据库】、【数据库日志】和配臵信息的安装、存放路径，如下图所示，单击【下一步】按钮。安装的时候，可能会弹出如下窗口，为了实验方便，已经把I386 文件夹复制到C:下，选择【浏览】，选择文件夹“C:I386”，点【确定】，完成安装。

4、选择【开始】|【程序】|【管理工具】，可以找到【证书颁发机构】，说明CA 的安装已经完成，如下图所示。

5、从同一局域网中的另外一台XP 开启IE 浏览器，输入http://windows2003 的IP/certsrv/,选中【申请一个证书】，如下图所示，在弹出的页面中选择【web 浏览器证书】。

6、在弹出窗口中填写用户的身份信息，完成后进行【提交】。此种情况下，IE 浏览器采用

默认的加密算法生成公钥对，私钥保存在本地计算机中，公钥和用户身份信息按照标准的格式发给CA 服务器，如图所示,单击【是】，进入下一步。CA 服务器响应后，弹出证书申请成功页面，如下图所示。

7、在根CA 所在的计算机上，选择【开始】|【程序】|【管理工具】|【证书颁发机构】，上面申请的证书便会出现在窗口右边，选择证书单击右键，选择【所有任务】|【颁发】，进行证书颁发，如下图所示。证书颁发后将从【挂起的申请】文件夹转入【颁发的证书】文件夹中，表示证书颁发完成。

8、在申请证书的计算机上打开IE，输入http://windows2003 的IP/certsrv/，进入证书申请页面，选择【查看挂起的证书申请状态】，弹出的页面中选择一个已经提交的证书申请，如下图所示。选择安装此证书。

9、现在验证此CA 系统颁发的新证书是否可信，为此需要安装CA 系统的根证书，进入证书申请主页面，选择当前的CA 证书进行下载，并保存到合适路径，如下图所示。

10、下载完毕之后，在证书的保存目录中查看证书信息，单击【安装证书】按钮，进入证书导入向导，按照默认的配臵完成证书的导入，导入成功后，单击【确定】按钮，之后完成。

任务二：基于Web的SSL连接设臵

1、在XP 中，左下角【开始】，打开【Wireshark】，并点击开始抓包的按钮。打开IE 浏览器，输入网址http://windows2003 的IP/?id=1(比如：http://192.168.1.130/?id=1)，然后保存Wireshark的抓包结果1。

2、选择【开始】|【程序】|【管理工具】|【IIS（Internet 信息服务）管理器】，在弹出窗口右键单击【默认网站】，弹出的快捷菜单中选择【属性】选项。

3、在弹出窗口内选择【目录安全性】标签，单击【安全通信】中的【服务器证书】按钮，如下图所示。

4、弹出【IIS 证书向导】窗口，选中【新建证书】复选项，一直单击【下一步】按钮，输入自定义的名称，如下图所示。填写相应的信息后，单击【下一步】按钮。

5、弹出【请求文件摘要】窗口，确认后单击【下一步】按钮，接着单击【完成】按钮，完成服务器端证书配臵，如下图所示

6、打开IE 浏览器（windows2003 中的），进入证书申请主界面，如下图所示。

7、在出现的网页中选择【高级证书申请】，如图所示，在出现的网页中单击第二个选项【base64编码】。打开刚才IIS 证书向导生成的请求文件，（默认路径C:certreq.txt），复制并粘贴文件内容到第一个文本框，如下图所示，单击【提交】按钮，转到完成提交后的页面。

8、回到首页，选择【查看挂起的证书申请状态】，弹出的页面中选择一个已经提交的证书申请，如下图所示。选择【Base 64 编码】，点击【下载证书】，【保存】certnew.cer 文件到桌面。

9、选择【开始】|【程序】|【管理工具】|【IIS（Internet 信息服务）管理器】，在弹出窗口右键单击【默认网站】，弹出的快捷菜单中选择【属性】选项，在弹出窗口内选择【目录安全性】标签，选择【服务器证书】，选择【下一步】，【处理挂起的请求并安装证书】选择【下一步】，【浏览】选择刚才保存的certnew.cer 文件，如下图所示。【下一步】【下一步】【完成】。

10、还是在【目录安全性】下，选择【安全通信】下的【编辑】，在下如图所示的弹出窗口中选中【要求安全通道（SSL）】复选项，并在【客户端证书】栏中选中【接受客户端证书】复选项，再单击【确定】按钮。返回【目录安全性】面板，单击【应用】按钮及【确定】按钮，完成配臵。

11、在XP 系统打开浏览器，输入服务器IP 地址，进入证书申请主页面，此时会显示错误信息页面，要求采用https 的方式连接服务器，如图所示。

12、把http 改成https 继续访问，此时浏览器提示你要安装证书，安装完证书后，就可以正常使用了。、再次打开Wireshark，并点击开始抓包的按钮。打开IE 浏览器，输入网址https://windows2003 的IP/?id=1(比如：https://192.168.1.130/?id=1)，然后保存Wireshark 的抓包结果2。

14、分析比较抓包结果1 和抓包结果2 中，对IP/?id=1 请求处理的差异。

五、实验感想

至此，我完成了整个数字证书的安装和使用实验。通过本次实验我学会了SSL协议的工作原理，同时了解到了CA证书的颁发机制。

任何一个安全性系统整体性设计，都离不开数字证书的加密，可以想象加密机制对信息安全的重要性。

需要说明的是，尽管SSL能提供实际不可破译的加密功能，但是SSL安全机制的实现会大大增加系统的开销，增加了服务器CPU的额外负担，使得SSL加密传输的速度大大低于非加密传输的速度。因此，为了防止整个Web网站的性能下降，可以考虑只把SSL安全机制用来处理高度机密的信息，例如提交包含信用卡信息的表格。

实验二 WIFI钓鱼

一．实验目的

1、通过实际测试，模拟入侵者利用wifi抓包来窃取用户数据的过程。掌握整个过程中的原理，数据分析等。

2、掌握抓包软件的使用。二．实验原理

在一个可控的网络环境里，劫持数据有很多方法。比较有名的网络层抓包工具有wireshark，tcpdump，都是很好的网络协议分析工具。我们现在手机上的大多数APP应用层都是使用的HTTP协议，因此我们很多的在web安全测试里面用到的分析工具如fiddler，burp，httpanalyzer，Charles等也都是可以用来分析或者劫持APP的通信流。

用户手机里的app默认会进行很多敏感的请求，手机会自动去登陆和获取最新的信号；如果手机默认会链接周围已经被保存sid的wifi；通过内臵最常见的sid和信息，入侵者可以使得周围的人会自动链接上入侵者假设好的wifi，通过抓取相应的数据取得里面的敏感信息，理论上是可以劫持用户的相关密码信息的。三．实验环境

带有无线网卡的笔记本电脑，Wireshark 抓包软件，智能手机。四．实验过程 步骤一共享WIFI 工具：电脑、WIN7 系统、无线网卡 步骤

1.开始菜单-->命令提示符(cmd)-->右键，以管理员身份运行

2.运行以下命令启用虚拟网卡>netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=(这里写无线网名字)key=(这里是密码)

3.网络共享中心-->更改高级适配器设臵-->右键已连接到Internet 的网络连接-->属性-->切换

到“共享”选项卡，选中其中的复选框，并选择允许其共享Internet 的网络连接，这里即我们的虚拟WIFI 网卡

4.开启无线网络，继续在命令提示符中运行以下命令:>netsh wlan start hostednetwork即可开启我们之前设臵好的无线网络（相当于打开路由器的无线功能）

步骤二WIFI 钓鱼工具：其他笔记本或手机、Wareshark 步骤

1.搜索到刚刚设臵的WIFI：dave，连接上（密码为刚刚设臵的key:12345678）2.在笔记本上打开wareshark，选择capture-->interfaces

3.选择Packets 最多的项，点击start 按钮

4.在手机或笔记本上打开中南大学邮箱网站:http://mail.csu.edu.cn/,在主机上用wareshark 捕捉http 的包（这里大家可以自由实验，能监控到连接到该WIFI 的机器的所有包的情况）

5.在手机或笔记本上输入用户名和密码，点击登录

6.在主机上用wareshark 捕捉到刚刚post 提交的http 包，右键选择Follow tcp stream

7.可以看到刚刚提交的用户名和密码，且是未经过加密的

五、实验感想

通过这次实验，我实际地模拟了一次入侵者通过假设钓鱼WIFI网络，来窃取连接此网络的用户的密码信息过程。整个过程中我成功地完成了对各种用户数据抓包，并分析出用户密码。

这让我对wifi网络产生了新的看法，我意识到了链接wifi网络过程当中存在很多安全隐患，如果被图谋不轨的人利用到，一旦泄露商业机密等重要信息，势必会产生重大的经济损失。

随着人们的生活越来越离不开网络，也越来越离不开移动手机，一般的公共厂商都已经将wifi作为基础服务进行提供，譬如在星巴克、麦当劳等公共场所边点杯热饮边“蹭网”，已经是一个基本的习惯了，甚至一些大型的电信提供商已经尝试将wifi作为一个基础的接入。如今公共的wifi很多，尤其是免费的，手机上还有帮助寻找免费wifi的各类app。很多人为了省流量，看到免费的wifi，总会去连接一下尝试网上冲浪。不过，在这些免费的wifi以及大家使用wifi的习惯，加上手机及app的默认行为，就可以导致一些严重安全问题。

实验三 SQL注入攻击

一．实验目的

是了解sql注入攻击的原理，掌握网站的工作机制，认识到SQL注入攻击的防范措施，加强对Web攻击的防范。

二．实验原理

SQL注入攻击指的是通过构建特殊的输入作为参数传入Web应用程序，而这些输入大都是SQL语法里的一些组合，通过执行SQL语句进而执行攻击者所要的操作，其主要原因是程序没有细致地过滤用户输入的数据，致使非法数据侵入系统。

根据相关技术原理，SQL注入可以分为平台层注入和代码层注入。前者由不安全的数据库配臵或数据库平台的漏洞所致；后者主要是由于程序员对输入未进行细致地过滤，从而执行了非法的数据查询。

三．实验环境

虚拟机WindowsXP系统、Windows2003系统。dvwa(Dam Vulnerable Web Application)工具，sqlmap SQL注入工具、四．实验过程

【实验一：dvwa手动sql注入】

1、连接好虚拟机拓扑图，配臵WindowsXP Client和Windows XP Server的IP使其在同一个局域网网段。

2、打开Server端的xampp，启动apache和mysql。打开Client的浏览器，访问Server的IP/dvwa，如“192.168.1.32/dvwa”，登陆账户为admin，密码为password

3、选择SQLInjection，点击右下角的ViewSource，查看PHP源代码。

4、正常测试，输入“1”，得到正常结果，如下所示。

5、当将输入变为“'”时，页面提示错“YouhaveanerrorinyourSQLsyntax;checkthemanualthatcorrespondstoyourMySQLserverversionfortherightsyntaxtousenear'''''atline1”，结果如图。看到这个结果，可以知道，这个表单存在着注入漏洞。

6、尝试输入：“1’or 1=1–”注意“--”后面有空格！此时成功进行sql注入。

7、测试查询信息列数。利用语句order by num。这里输入“ 1'order by 1--” 结果页面正常显示，注意--后面有空格。继续测试，“ 1'order by 2--”,“ 1'order by 3--”，当输入3是，页面报错。页面错误信息如下，Unknown column '3' in 'order clause'，由此查询结果值为2列。

8、尝试注入“1' and 1=2 union select 1,2--”，从而得出First name处显示结果为查询结果第一列的值，surname处显示结果为查询结果第二列的值，利用内臵函数user(),及database()，version()注入得出连接数据库用户以及数据库名称：“1' and 1=2 union select user(),database()--”。

9、选择DVWA Security，将安全级别分别设臵为中、高。再运行上面的实验sql语句，结合右下角的ViewSource，分析三种等级的代码和sql注入效果有何区别。在安全级别分别设臵为低时，结合PHP源代码，考虑不采用“--”的情形下，完成sql注入，写出sql注入语句。

【实验二：sqlmap测试dvwa】

1、打开Server端的xampp，启动apache和mysql。打开Client的浏览器，访问Server的IP/dvwa，如“192.168.1.32/dvwa”，登陆账户为admin，密码为password。选择DVWA Security，将安全级别分别设臵为低。

2、选择XSS reflected，输入“alert(document.cookie)”，获取登陆系统后的cookie值，截图保存cookie值。

3、使用sqlmap查找注入点，打开Client端的控制台窗口，转到目录“C:Python27sqlmap”，输入以下命令，注意！“192.168.1.32”表示Server的IP，“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”表示上一步所获得的cookie值，请同学们按照实际环境填写相应的值！“sqlmap.py-u http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6””。

依据以下信息，得到可能的注入点是id，数据库是mysql。

[INFO] heuristic(basic)test shows that GET parameter 'id' might be injectable(possible DBMS: 'MySQL')

[INFO] GET parameter 'id' is 'MySQL UNION query(NULL)-1 to 20 columns' injectable

4、输入“sqlmap.py-u “http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”--current-db”得到当前数据库名。

current database: 'dvwa'

5、输入“sqlmap.py-u “http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”--current-db--tables-Ddvwa”得到数据库所有表。

6、输入“sqlmap.py-u “http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”-T users--columns”得到user表的所有列。

7、输入“sqlmap.py-u “http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”-T users--dump”得到user表的所有列，在sqlmap询问时候破解密码时，选择是，sqlmap会使用自己的字典来破解密码，得到5个用户的密码。此时就完成了利用sqlmap进行“拖库”的基本步骤。五．实验感想

通过实验，我明白了带有参数的动态网页，很多都是没有进行过滤的。如果能够被SQL注入工具，就存在安全隐患，有可能就因为这个漏洞，入侵者就可以得到登录权限并控制整个服务器。

从实验可以看出，只要是带有参数的动态网页，且此网页访问了数据库，就有可能存在SQL注入攻击，因此SQL注入攻击潜在的发生概率相对于其他Web攻击要高很多，危害面也更广。其主要危害包括：获取系统控制权、未经授权状况下操作数据库的数据、恶意篡改网页内容、私自添加系统帐号或数据库使用者帐号等。

目前基于数据库的网络应用越来越多。与此同时，用于搜索SQL注入点的软件在网络上随处可见，攻击者只需要具备少量的专业知识就可以利用这些软件寻找目标进行攻击。攻击目标和攻击者的增加使得SQL注入攻击在近几年出现扩大的趋势

为了防止SQL注入带来的危害，在网站开发的过程中，需要对需要输入参数的模块进行过滤，并加入相关权限认证模块。

实验四 配置和管理主机防火墙

一．实验目的

1.学习配臵和管理主机防火墙，介绍如何配臵linux 防火墙。2.掌握linux 下基本的iptables 知识，学会配臵iptables

二．实验原理

对于Internet 上的系统，不管是什么情况，首先我们要明确一点：网络是不安全的。因此，虽然创建一个防火墙并不能保证系统100%安全，但却是绝对必要的。和社会上其它任何事物一样，Internet 经常会受到一些无聊的或者别有用心的人的干扰，防火墙的目的就是将这类人挡在你的网络之外，同时使你仍然可以完成自己的工作。因为不同的应用环境对安全的要求不一样。用一句比较恰当而且简单的话来回答这个问题：用户了解自己的Linux 系统和设臵，并且可以很好地保护好自己的数据和机密文件的安全，这对于该计算机用户来说就可以称之为他的计算机有足够的安全性。防火墙是一个或一组系统，它在网络之间执行访问控制策略。实现防火墙的实际方式各不相同，但是在原则上，防火墙可以被认为是这样一对机制：一种机制是拦阻传输流通行，另一种机制是允许传输流通过。一些防火墙偏重拦阻传输流的通行，而另一些防火墙则偏重允许传输流通过。了解有关防火墙的最重要的概念可能就是它实现了一种访问控制策略。

一般来说，防火墙在配臵上是防止来自“外部”世界未经授权的交互式登录的。这大大有助于防止破坏者登录到你网络中的计算机上。一些设计更为精巧的防火墙可以防止来自外部的传输流进入内部，但又允许内部的用户可以自由地与外部通信。如果你切断防火墙的话，它可以保护你免受网络上任何类型的攻击。防火墙的另一个非常重要的特性是可以提供一个单独的“拦阻点”，在“拦阻点”上设臵安全和审计检查。与计算机系统正受到某些人利用调制解调器拨入攻击的情况不同，防火墙可以发挥一种有效的“电话监听”和跟踪工具的作用。防火墙提供了一种重要的记录和审计功能；它们经常可以向管理员提供一些情况概要，提供有关通过防火墙的传输流的类型和数量，以及有多少次试图闯入防火墙的企图等信息。

三．实验环境

虚拟机：linux,windowsXP；linux 主机用户名：root；密码：root 四．实验过程 1.查看规则表

# iptables-L INPUT--line-numbers //查看filter表中INPUT链中的所有规则，同时显示各条规则的顺序号

2.删除、清空规则

# iptables-F //不指定表名时，默认情况filter表

3.设臵规则链默认策略

# iptables-t filter-P FORWARD DROP //将filter表中FORWARD规则的默认策略设为DROP # iptables-P OUTPUT ACCEPT //将filter表中OUTPUT规则的默认策略设为ACCEPT 4.通用（general）条件匹配（直接使用，而不依赖于其他的条件匹配及其扩展）协议匹配（允许使用的协议名包含在/etc/protocols文件中）# iptables-AINPUT-p icmp–j REJECT //拒绝进入防火墙的所有icmp数据包

地址匹配

拒绝转发来自192.168.1.11主机的数据，允许转发来自192.168.0./24网段的数据

# iptables-A FORWARD-s 192.168.1.11-j REJECT

5.隐含（implicit）条件匹配（需要指定的协议匹配为前提，其对应的功能由iptables自动（隐含）的装载入内核），如果无匹配条件，默认为REJECT。端口匹配

仅允许系统管理员从202.13.0.0/16网段使用SSH方式远程登录防火墙主机 # iptables-A INPUT-p tcp--dport 22-s 202.13.0.0/16-j ACCEPT # iptables-A INPUT-p tcp--dport 22-j DROP

6.禁止Windows主机ping防火墙linux主机，但是允许从防火墙上ping其他主机（允许接受ICMP回应数据）配臵linux防火墙主机ip地址，如下图所示：

7.配臵windows 主机ip 地址，如下图所示：

8.配臵linux 主机防火墙规则，如下图所示：

9.在此在windows 主机和linux 主机上进行相互ping 测试，测试结果如下图所示：

五．实验感想

通过本次实验，掌握了防火墙保护PC机避免被攻击的方法；在实验中，要先设臵规则，这样PC1和PC2之间就可以相互通信，方便做模拟实验；防火墙在抗攻击过程中起到了很好的作用，保护主机免受外来攻击。

锻炼了解决问题的能力。比如两个主机之间不能连通，问题可能有：双绞线本身有问题导致不能连通，电脑网卡未打开导致不连通等等。连通与否可以通过用Ping命令检查网络连接状况，其中在登录和设臵防火墙的时候也遇到很多问题，但是总的来说是完成了相关的实验，并利用基本的网络知识，锻炼了实践动手能力。通过具体的操作，基本掌握了防火墙抗攻击的配臵方式与方法，更加深入的了解防火墙的重要作用。

了解了防火墙的基本操作及原理，为以后打下基础，虽然各个厂商，各种产品的具体操作不一样，但是基本原理是相通的，通晓原理便可举一反三。同时培养了冷静分析解决问题的能力。