電子科技大學(xué)TCPIP實(shí)驗(yàn)報(bào)告1模板

1、電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師： 蘇儉日期： 2013 年 11 月 3 日實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：IP分組交付和ARP協(xié)議報(bào)告評(píng)分：教師簽字：一、 實(shí)驗(yàn)原理IP子網(wǎng)中使用一個(gè)32比特的掩碼來標(biāo)識(shí)一個(gè)IP地址的網(wǎng)絡(luò)/子網(wǎng)部分和主機(jī)部分。將IP地址和掩碼進(jìn)行“位與”運(yùn)算后可以得到該IP地址所在IP子網(wǎng)的子網(wǎng)地址，結(jié)合掩碼中0比特個(gè)數(shù)可以確定該IP子網(wǎng)的IP地址空間范圍。根據(jù)IP地址所在IP子網(wǎng)的子網(wǎng)地址及其掩碼，可以判斷這些IP地址是否屬于同一個(gè)IP子網(wǎng)。IP地址空間中定義了一些特殊地址：網(wǎng)絡(luò)/子網(wǎng)地址：標(biāo)識(shí)一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)。直接廣播地址：表示該分組應(yīng)由特定網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)接收和處理 受限

2、廣播地址：表示該分組應(yīng)由源所在網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)上的所有主機(jī)接收和處理。本網(wǎng)絡(luò)上本主機(jī)地址：表示主機(jī)自己。環(huán)回地址：用來測試機(jī)器的協(xié)議軟件。IP分組被交付到最終目的地有兩種不同的交付方式：直接交付和間接交付。交付時(shí)首先通過路由選擇技術(shù)確定交付方式：如果IP分組的目的與交付者在同一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)上，就直接交付該分組至目的站點(diǎn)；如果IP分組的目的與交付者不在同一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)上，就間接交付該分組至下一個(gè)路由器（即下一跳站點(diǎn)）。在以太網(wǎng)上，IP分組是封裝在以太幀中發(fā)送的，因此發(fā)送時(shí)除了要有接收站的IP地址（IP分組中的目的IP地址）外，還需要接收站的MAC地址（以太網(wǎng)幀中的目的MAC地址）。ARP協(xié)議（RFC 82

3、6）實(shí)現(xiàn)了IP地址（邏輯地址）到MAC地址（物理地址）的動(dòng)態(tài)映射，并將所獲得的映射存放在ARP高速緩存表中。不同的交付方法將導(dǎo)致不同的ARP解析操作，獲取不同的目的物理地址。直接交付時(shí)，交付者直接將IP分組交付給該分組的目的站點(diǎn)，因此交付者使用ARP協(xié)議找出IP分組中目的IP地址對(duì)應(yīng)的物理地址。間接交付時(shí)，交付者需要將IP分組交付給下一跳站點(diǎn)，而不是該IP分組的目的端，因此交付者使用ARP協(xié)議找出下一跳站點(diǎn)IP地址對(duì)應(yīng)的物理地址。IP網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)可以被邏輯劃分成若干個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)。兩個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)之間的通信必須經(jīng)由路由器中繼，未經(jīng)路由器互連的兩個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)即使在同一物理網(wǎng)中也不能通信

4、。主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址就是連接該主機(jī)所在IP網(wǎng)絡(luò)的路由器接口的IP地址。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握IP子網(wǎng)劃分技術(shù)、IP地址分配原則，以及特殊IP地址的特征和作用2、理解掌握直接交付與間接交付IP分組過程中的路由選擇、ARP解析和以太網(wǎng)封裝技術(shù)3、分析子網(wǎng)劃分對(duì)IP分組交付的影響三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)拓?fù)渲蠽Mware虛擬機(jī)PC1、PC2、PC3和PC4分別位于由提供集線器功能的虛擬網(wǎng)卡VMnet1和VMnet2模擬實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)以太網(wǎng)Ethernet1和Ethernet2中，這兩個(gè)以太網(wǎng)對(duì)應(yīng)的IP子網(wǎng)A和子網(wǎng)B分別連在Dynamips軟件模擬實(shí)現(xiàn)的路由器R1和R2的F0/0接口上。R1和R2之間通過PPP鏈路

5、互聯(lián)。R1、R2、PC2、PC3和PC4的網(wǎng)絡(luò)連接均已配置。實(shí)驗(yàn)者首先在PC1上配置其網(wǎng)絡(luò)連接，并配合通信測試命令（ping）來檢驗(yàn)特殊IP地址的用途以及IP子網(wǎng)設(shè)置對(duì)同一物理網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)間通信的影響，從而理解并掌握子網(wǎng)地址、子網(wǎng)廣播地址和主機(jī)地址的概念、特征與用途。然后在PC1上使用ping命令分別進(jìn)行IP子網(wǎng)內(nèi)通信和IP子網(wǎng)間通信，通過ARP緩存表操作命令、Dynamips軟件的分組捕獲功能以及Wireshark軟件的捕獲分組查看功能，分析IP分組的直接交付、間接交付操作和路由器的作用，掌握ARP協(xié)議的工作原理，以及IP分組投遞過程中源/目的IP地址與源/目的MAC地址的特征，理解IP子網(wǎng)對(duì)

6、IP分組交付的影響。四、實(shí)驗(yàn)器材（設(shè)備、元器件）電腦，VMN五、實(shí)驗(yàn)步驟1、依次啟動(dòng)VMware Workstation中TCPIP組內(nèi)的虛擬機(jī)PC1、PC2、PC3和PC4，使用ipconfig命令查看并記錄這4臺(tái)PC的網(wǎng)絡(luò)連接信息，在PC1上ping PC2的IP地址，記錄并分析ping的結(jié)果。2、設(shè)置PC1的子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，然后將其IP地址分別設(shè)為192.168.11.0、192.168.11.255，記錄并分析設(shè)置結(jié)果。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)拓?fù)渲械母髯泳W(wǎng)信息以及步驟1中記錄的PC2、PC3、PC4的網(wǎng)絡(luò)連接信息，配置PC1的IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，使得PC1能夠pi

7、ng通PC2，并在PC1上分別ping PC3和PC4的IP地址，記錄并分析ping的結(jié)果。4、在PC1上分別ping以下8個(gè)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，記錄并分析ping的結(jié)果。5、啟動(dòng)Dynamips Server，然后運(yùn)行，在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次輸入以下命令啟動(dòng)路由器R1和R2，并進(jìn)入其CLI：=> start R1=> start R2=> con R1=>

8、con R26、分別在R1的CLI提示符“R1>”后以及R2的CLI提示符“R2>”后輸入“show arp”命令查看并記錄兩臺(tái)路由器當(dāng)前的ARP緩存表，例：R1> show arpR2> show arp7、在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次輸入以下命令捕獲子網(wǎng)A、子網(wǎng)B和子網(wǎng)C中的分組：=> captureR1f0/0 a.cap=> captureR2 f0/0 b.cap=> captureR2s1/0 c.cap PPP8、分別在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -d *”清空四臺(tái)PC上的ARP緩存表，然后使用命

9、令“arp -a”查看并記錄清空操作后的ARP緩存表。9、在PC1上ping PC2的IP地址，記錄ping回應(yīng)信息。ping結(jié)束后分別在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -a”、在R1和R2的CLI上使用命令“show arp”查看并記錄四臺(tái)PC和兩臺(tái)路由器的ARP緩存表。10、在PC1上ping PC3的IP地址，記錄ping回應(yīng)信息。ping結(jié)束后分別在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -a”、在R1和R2的CLI上使用命令“show arp”查看并記錄四臺(tái)PC和兩臺(tái)路由器的ARP緩存表。11、在PC1上ping PC4的IP地址，記錄ping回應(yīng)信息。p

10、ing結(jié)束后分別在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -a”、在R1和R2的CLI上使用命令“show arp”查看并記錄四臺(tái)PC和兩臺(tái)路由器的ARP緩存表。12、在PC1上ping子網(wǎng)A內(nèi)一臺(tái)不存在主機(jī)的IP地址，記錄ping回應(yīng)信息。ping結(jié)束后在PC1上使用命令“arp -a”查看并記錄其的ARP緩存表。13、在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次輸入以下命令停止捕獲子網(wǎng)A、子網(wǎng)B和子網(wǎng)C中的分組：=> no captureR1f0/0=> no captureR2 f0/0=> no captureR2s1/014、用Wireshark軟件查

11、看并分析捕獲的分組文件（a.cap、b.cap和c.cap）中的ARP和ICMP分組，查看過濾條件為“arp | icmp”（在Wireshark主窗口界面“過濾工具欄”的“Filter：”域中輸入）。15、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按照以下步驟關(guān)閉實(shí)驗(yàn)軟件、上傳實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、還原實(shí)驗(yàn)環(huán)境：（1）關(guān)閉R1、R2的CLI窗口，在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次輸入以下命令關(guān)閉Dynagen窗口，然后再關(guān)閉Dynamips Server窗口：=> stop /all=> exit（2）將PC1的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置為“自動(dòng)獲得IP地址”，然后依次關(guān)閉PC1、PC2、PC3和PC4，關(guān)閉VMware

12、3）運(yùn)行所在目錄下的“reset.bat”文件。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析PC1PC2PC2PC3PC3PC4PC4步驟 1步驟 3IP 地址子網(wǎng)掩碼默認(rèn)網(wǎng)關(guān)1、記錄實(shí)驗(yàn)中PC1、PC2、PC3和PC4的網(wǎng)絡(luò)連接【分析】PC1 在步驟 1 和步驟 3 中是否與 PC2、PC3、PC4 在一個(gè) IP 子網(wǎng)中？為什么？2、記錄實(shí)驗(yàn)中 PC1 的 ping 通信結(jié)果。說明：因 Dynamips 軟件模擬問題，在步驟 10 和步驟 11 中 R2 不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā) PC1發(fā)給 PC3 和 PC4 的第 1 個(gè) ping 測試請(qǐng)求報(bào)文，故實(shí)驗(yàn)中請(qǐng)忽略該報(bào)文。步驟目的主機(jī)PING 回應(yīng)信息能否通信1PC23PC2PC

13、3PC4444440.0.0.0255.255.255.255192.168.11.0192.168.11.255127.0.0.0127.0.0.1127.0.0.10127.255.255.2559PC210PC311PC412本子網(wǎng)內(nèi)不存在的主機(jī)【分析】PC1 在什么情況下能與 PC2、PC3、PC4 通信？3、記錄實(shí)驗(yàn)中 PC1、PC2、PC3、PC4、R1 和 R2 的 ARP 緩存表項(xiàng)：步驟 6：使用“show arp”命令查看 R1 和 R2 當(dāng)前的 ARP 緩存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2步驟 8：使用“arp a”命令查看清空操作后 PC1PC4 的 A

14、RP 緩存表IP 地址MAC 地址InterfacePC1PC2PC3PC4步驟 9：PC1 ping PC2 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 緩存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2PC1PC2PC3PC4步驟 10：PC1 ping PC3 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 緩存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2PC1PC2PC3PC4步驟 11：PC1 ping PC4 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 緩存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2PC1PC2PC3PC4步驟 12：PC1 ping 本子網(wǎng)內(nèi)一

15、臺(tái)不存在的主機(jī)后，PC1 的 ARP 緩存表IP 地址MAC 地址InterfacePC1說明：如果某個(gè)步驟中某設(shè)備的 ARP 緩存表為空，則填寫“無”。如果某個(gè)步驟中某設(shè)備有多條 ARP 緩存表項(xiàng)，則要填寫每一條表項(xiàng)?！痉治觥?）每臺(tái) PC 的 ARP 緩存表中能否有其它 IP 子網(wǎng)中 PC 的地址映射？為什么？2）在實(shí)驗(yàn)中 PC2 的 ARP 緩存表中能否會(huì)有其默認(rèn)網(wǎng)關(guān) 192.168.11.254 的地址映射？為什么？3）如果步驟 11 中出現(xiàn)了某條 ARP 表項(xiàng)消失的情況，原因可能是什么？4、記錄步驟 9、步驟 10、步驟 11、步驟 12 中捕獲的分組信息：說明：MAC 和 IP 地

16、址可用對(duì)應(yīng)的設(shè)備標(biāo)識(shí)填寫（如“R1 f0/0”、“PC1”），如果無對(duì)應(yīng)的設(shè)備標(biāo)識(shí)，則填寫 16 進(jìn)制 MAC 地址或點(diǎn)分十進(jìn)制 IP 地址；如果某個(gè)步驟中某子網(wǎng)內(nèi)沒有捕獲到相應(yīng)類型的分組，則填寫“無”。步驟 ：PC1 ping子網(wǎng) AARP 請(qǐng)求以太幀頭源地址目的 MACARP 分組發(fā)方 MAC目標(biāo) MAC發(fā)方 IP目標(biāo) IPARP 響應(yīng)以太幀頭源 MAC目的 MACARP 分組發(fā)方 MAC目標(biāo) MAC發(fā)方 IP目標(biāo) IPICMP 回送請(qǐng)求以太幀頭源 MAC目的 MACIP 分組頭源 IP目的 IPICMP 回送應(yīng)答以太幀頭源 MAC目的 MACIP 分組頭源 IP目的 IP子網(wǎng) BICMP

17、 回送請(qǐng)求PPP 幀頭地址IP 分組頭源 IP目的 IPICMP 回送應(yīng)答PPP 幀頭地址IP 分組頭源 IP目的 IP子網(wǎng) CARP 請(qǐng)求以太幀頭源地址目的 MACARP 分組發(fā)方 MAC目標(biāo) MAC發(fā)方 IP目標(biāo) IPARP 響應(yīng)以太幀頭源 MAC目的 MACARP 分組發(fā)方 MAC目標(biāo) MAC發(fā)方 IP目標(biāo) IPICMP 回送請(qǐng)求以太幀頭源 MAC目的 MACIP 分組頭源 IP目的 IPICMP 回送應(yīng)答以太幀頭源 MAC目的 MACIP 分組頭源 IP目的 IP【分析】1）4 個(gè)步驟中是否在子網(wǎng) A、B 和 C 中都有 ARP 分組？為什么？2）4 個(gè)步驟中 PC1 是否每次都發(fā)出了封裝著 ICMP 報(bào)文的 IP 分組？為什么？3）4 個(gè)步驟中 PC1 是否每次都收到了封裝著 ICMP 報(bào)文的 IP 分組？為什么？4）如果 PC1、PC2 和路由器 R1 之間采用以太網(wǎng)交換機(jī)連接，那么在步驟 9 中R1 能否捕獲到 PC1 ping PC2 時(shí)產(chǎn)生的 ARP 請(qǐng)求分組、ARP 響應(yīng)分組以及ICMP 回送請(qǐng)求報(bào)文和 ICMP 回送應(yīng)答報(bào)文？為什么？5）步驟 10 中路由器 R1 和