1、精品文档就在这里-各类专业好文档,值得你下载,教育,管理,论文,制度,方案手册,应有尽有-电子科技大学实验报告学生姓名:陈虹宇学号:2012019110004指导教师:杨宁日期: 2014 年 10 月 31 日实验项目名称:IP分组交付和ARP协议报告评分:教师签字:一、实验原理 子网中使用一个32比特的掩码来标识一个IP地址的网络/子网部分和主机部分。将IP地址和掩码进行“位与”运算后可以得到该IP地址所在IP子网的子网地址,结合掩码中0比特个数可以确定该IP子网的IP地址空间范围。根据IP地址所在IP子网的子网地址及其掩码,可以判断这些IP地址是否属于同一个IP子网。IP地址空间中定义了
2、一些特殊地址:l 网络/子网地址:标识一个IP网络或子网。l 直接广播地址:表示该分组应由特定网络上的所有主机接收和处理。l 受限广播地址:表示该分组应由源所在网络或子网上的所有主机接收和处理。l 本网络上本主机地址:表示主机自己。l 环回地址:用来测试机器的协议软件。 IP分组被交付到最终目的地有两种不同的交付方式:直接交付和间接交付。交付时首先通过路由选择技术确定交付方式:如果IP分组的目的与交付者在同一个IP网络上,就直接交付该分组至目的站点;如果IP分组的目的与交付者不在同一个IP网络上,就间接交付该分组至下一个路由器(即下一跳站点)。 在以太网上,IP分组是封装在以太帧中发送的,因此
3、发送时除了要有接收站的IP地址(IP分组中的目的IP地址)外,还需要接收站的MAC地址(以太网帧中的目的MAC地址)。ARP协议(RFC826)实现了IP地址(逻辑地址)到MAC地址(物理地址)的动态映射,并将所获得的映射存放在ARP高速缓存表中。 不同的交付方法将导致不同的ARP解析操作,获取不同的目的物理地址。直接交付时,交付者直接将IP分组交付给该分组的目的站点,因此交付者使用ARP协议找出IP分组中目的IP地址对应的物理地址。间接交付时,交付者需要将IP分组交付给下一跳站点,而不是该IP分组的目的端,因此交付者使用ARP协议找出下一跳站点IP地址对应的物理地址。 IP网络是一个逻辑网络
4、,一个物理网络可以被逻辑划分成若干个IP网络。两个IP网络之间的通信必须经由路由器中继,未经路由器互连的两个IP网络即使在同一物理网中也不能通信。主机的默认网关地址就是连接该主机所在IP网络的路由器接口的IP地址。二、实验目的1、掌握IP子网划分技术、IP地址分配原则,以及特殊IP地址的特征和作用2、理解掌握直接交付与间接交付IP分组过程中的路由选择、ARP解析和以太网封装技术3、分析子网划分对IP分组交付的影响三、实验内容 实验拓扑中VMware虚拟机PC1、PC2、PC3和PC4分别位于由提供集线器功能的虚拟网卡VMnet1和VMnet2模拟实现的两个以太网Ethernet1和Ethern
5、et2中,这两个以太网对应的IP子网A和子网B分别连在Dynamips软件模拟实现的路由器R1和R2的F0/0接口上。R1和R2之间通过PPP链路互联。R1、R2、PC2、PC3和PC4的网络连接均已配置。 实验者首先在PC1上配置其网络连接,并配合通信测试命令(ping)来检验特殊IP地址的用途以及IP子网设置对同一物理网内计算机间通信的影响,从而理解并掌握子网地址、子网广播地址和主机地址的概念、特征与用途。 然后在PC1上使用ping命令分别进行IP子网内通信和IP子网间通信,通过ARP缓存表操作命令、Dynamips软件的分组捕获功能以及Wireshark软件的捕获分组查看功能,分析IP
6、分组的直接交付、间接交付操作和路由器的作用,掌握ARP协议的工作原理,以及IP分组投递过程中源四、实验器材(设备、元器件)PC电脑一台五、实验步骤1、依次启动VMwareWorkstation中TCPIP组内的虚拟机PC1、PC2、PC3和PC4,使用ipconfig命令查看并记录这4台PC的网络连接信息,在PC1上pingPC2的IP地址,记录并分析ping的结果。2、设置PC1的子网掩码为255.255.255.0,然后将其IP地址分别设为192.168.11.0、192.168.11.255,记录并分析设置结果。3、根据实验拓扑中的各子网信息以及步骤1中记录的PC2、PC3、PC4的网络
7、连接信息,配置PC1的IP地址、子网掩码和默认网关,使得PC1能够ping通PC2,并在PC1上分别pingPC3和PC4的IP地址,记录并分析ping的结果。4、在PC1上分别ping以下8个IP地址:0.0.0.0、255.255.255.255、192.168.11.0、192.168.11.255、127.0.0.0、127.0.0.1、127.0.0.10、127.255.255.255,记录并分析ping的结果。5、启动DynamipsServer,然后运行,在Dynagen窗口中提示符“=”后依次输入以下命令启动路由器R1和R2,并进入其CLI:=startR1=startR2=
8、conR1=conR26、分别在R1的CLI提示符“R1”后以及R2的CLI提示符“R2”后输入“showarp”命令查看并记录两台路由器当前的ARP缓存表,例:R1showarpR2showarp7、在Dynagen窗口中提示符“=”后依次输入以下命令捕获子网A、子网B和子网C中的分组:=captureR1f0/0a.cap=captureR2f0/0b.cap=captureR2s1/0c.capPPP8、分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp-d*”清空四台PC上的ARP缓存表,然后使用命令“arp-a”查看并记录清空操作后的ARP缓存表。9、在PC1上pingPC2的I
9、P地址,记录ping回应信息。ping结束后分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp-a”、在R1和R2的CLI上使用命令“showarp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。10、在PC1上pingPC3的IP地址,记录ping回应信息。ping结束后分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp-a”、在R1和R2的CLI上使用命令“showarp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。11、在PC1上pingPC4的IP地址,记录ping回应信息。ping结束后分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp-a”、在R1和R2的CLI上使用
10、命令“showarp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。12、在PC1上ping子网A内一台不存在主机的IP地址,记录ping回应信息。ping结束后在PC1上使用命令“arp-a”查看并记录其的ARP缓存表。13、在Dynagen窗口中提示符“=”后依次输入以下命令停止捕获子网A、子网B和子网C中的分组:=nocaptureR1f0/0=nocaptureR2f0/0=nocaptureR2s1/014、用Wireshark软件查看并分析捕获的分组文件(a.cap、b.cap和c.cap)中的ARP和ICMP分组,查看过滤条件为“arp|icmp”(在Wireshark主窗口界面
11、“过滤工具栏”的“Filter:”域中输入)。15、实验结束后,按照以下步骤关闭实验软件、上传实验数据、还原实验环境:(1)关闭R1、R2的CLI窗口,在Dynagen窗口中提示符“=”后依次输入以下命令关闭Dynagen窗口,然后再关闭DynamipsServer窗口:=stop/all=exit(2)将PC1的网络连接设置为“自动获得IP地址”,然后依次关闭PC1、PC2、PC3和PC4,关闭VMware窗口;(3)运行所在目录下的“reset.bat”文件。六、实验数据及结果分析1、记录实验中PC1、PC2、PC3和PC4的网络连接。PC1PC2PC3PC4步骤1步骤3IP地址192.1
12、68.157.128192.16.11.1192.168.11.2192.168.22.3192.168.22.4子网掩码255.255.255.0255.255.255.0255.255.255.0255.255.255.0255.255.255.0默认网关192.168.11.254192.168.11.254192.168.11.254192.168.11.254192.168.11.254【分析】PC1在步骤1和步骤3中是否与PC2、PC3、PC4在一个IP子网中?为什么?2、 记录实验中PC1的ping通信结果。步骤目的主机PING回应信息能否通信1PC2Destination ho
13、st unreachable否3PC2Reply from 192.168.11.2:bytes=32Time1ms TTL=128能PC3Destination host unreachable否PC4Destination host unreachable否40.0.0.0Destination specified is invalid否255.255.255.255Ping request could not find host 255.255.255.255.Please check the name and try again.否192.168.11.0Destination spe
14、cified is invalid否192.168.11.255Request time out.否127.0.0.0Destination specified is invalid否127.0.0.1Reply from 127.0.0.1:bytes=32Time1ms TTL=128能127.0.0.10Reply from 127.0.0.10:bytes=32Time1ms TTL=128能127.255.255.255Request timed out否9PC2Reply from 192.168.11.2:bytes=32Time1ms TTL=128192.168.11.2:b
15、ytes=32Time1ms TTL=128能10PC3Reply from 192.168.22.3:bytes=32Time1ms TTL=128192.168.11.2:bytes=32Time1ms TTL=128能11PC4Reply from 192.168.22.4:bytes=32Time1ms TTL=128192.168.11.2:bytes=32Time物理地址直接交付:目的IP地址-物理地址间接交付:下一跳IP地址-物理地址 4)发送ARP请求分组,获取目的IP(直接)或下一跳IP对应的物理地址5)由ARP应答分组获取IP分组的目的MAC,封装IP分组,实现交付。ARP
16、协议和ARP缓存表操作步骤: 1)发送站知道目的站的IP地址,但不知道目的站的物理地址; 2)先查缓存表,如果不存在目的站的IP地址和物理地址的映射关系,则使用ARP服务创建ARP请求分组,其中目的站的物理地址域填0; 3)ARP请求分组送到数据链路层封装成帧,帧结构中源地址为发送者的物理地址,目的地址为物理广播地址(以太网中,物理广播地址为48位1); 4)网络上的每个主机或路由器都可收到该数据帧,但只有目的站会识出自己的IP地址。 5)目的站发送ARP响应分组(单播),并在自己的ARP缓存表中记录源相关信息 6)发送站收到ARP应答分组,应答中得到的绑定放入解析表(避免以后再找),ARP缓
17、存表记录目的站相关信息 7)后续到该目的站的IP报文得以发送出去3、总结当源和目的主机间跨越多个IP网络时,它们的IP分组在交付过程中源和目的IP地址的变化情况,以及封装该分组的数据帧的源和目的MAC地址的变化情况。答:目的IP和源IP一直不变,MAC地址逐跳改变。八、总结及心得体会 在本次实验中,我们熟悉了IP分组交付和ARP协议的相关原理,并进行了相关的实验操作,加深了对相关知识的理解,熟悉了IP分组交付和ARP协议的操作步骤,对ARP缓存表的相关认识得到了加深,对实验用到的wireshark等软件也学会了初步使用。九、对本实验过程及方法、手段的改进建议 建议再加入一个子网,在繁杂的操作中,更有利于我们梳理理解相关知识,更好的到达实验预期的效果。-精品 文档-
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