电子科大tcpip实验报告ip分组交付和arp协议

电孑科挂尢学实验报告学生姓名：黄雨迪学号:2012019150023指导教师：张科老师日期:2014年11月9日实验项目名称:IP分组交付和ARP协议教师签字:报告评分: 一、实验原理P子网中使用一个32比特的掩码來标识一个1P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”运算后町以得到该IP地址所在IP子网的子网地址，结合掩码中（）比特个数可以确定该IP了网的IP地址空间范围。根据IP地址所在IP了网的了网地址及其掩码，可以判断这些IP地址是否属于同一个IP子网。IP地址空间中定义了一些特殊地址：*网络/了网地址：标识一个1P网络或了网。*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。*受限广播地址：表示该分组应由源所在网络或了网上的所有主机接收和处理。*本网络上木主机地址：表示主机自己。*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分纽的口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1P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屮发送的，因此发送时除了要有接收站的IP地址（IP分组中的目的1P地址）夕卜，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高速缓存表屮。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1P分组交付给下-跳站点，而不是该IP分组的目的端，因此交付者使用ARP协议找出卜•一跳站点IP地址对应的物理地址。IP网络是一•个逻辑网络，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Z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C二、实验目的1、掌握IP了网划分技术、IP地址分配原则，以及特殊IP地址的特征和作用2、理解掌握肓接交付与间接交付IP分组过程屮的路由选择、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PCI、PC2、PC3和PC4分别位于由提供集线器功能的虚拟网卡VMnetl和VMnet2模拟实现的两个以太网Ethernet1和Ethernet2屮，这两个以太网对应的IP子网A和子网B分别连在Dynamips软件模拟实现的路山器R1和R2的F0/0接口上。R1和R2Z间通过PPP链路互联。Rl、R2、PC2、PC3和PC4的网络连接均已配置。实验者首先在PC1上配査其网络连接，并配合通信测试命令（ping）來检验特殊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1P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分组的直接交付、间接交付操作和路由器的作川，掌握ARP协议的工作原理,以及IP分组投递过程中源/目的IP地址与源/目的MAC地址的特征，理解IP子网对IP分组交付的影响。U!实验器材(设备、元器件)电子计算机—台，VMwareWorkstation软件Dynamips软件。五、实验步骤1、确保网络连接屮的VMnetl和VMnet2均被启用，然示依次启动VMwareWorkstation>llTCPIP组内的虚拟机PCI、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PCII：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1P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倍息以及步骤1中记录的PC2、PC3、PC4的网络连接信息,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±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、运行Dynagcn中的"Networkdevicelist”程序，核对确保labl.net文件中R1的F0/0值与"Networkdevicelist”中VMnetl的"NIO_gen_eth…"—致，R2的F0/0值与"Networkdevicelist”中VMnet2的“NIO_gen_eth…"一致。然后启动DynamipsServer(直到步骤15才能关闭DynamipsServer窗口)，接着运行labl.net,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=>conR1=>conR26、分别在R1的CLI提示符“Rl>”后以及R2的CLI提示符“R2〉”后输入"showarp"命令査看并记录两台路由器当前的ARP缓存表，例：R1>showarpR2>showarp7、在Dynagen窗口小提示符“=>”后依次输入以下命令捕获子网A、子网B和子网C屮的分组：=>captureR1f()/()a.cap=>captureR2f0/0b.cap=>captureR2sl/0c.capPPP8、分别在PCI、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“arpw”查看并记录清空操作后的ARP缓存表。9、在PCI±pingPC2的IP地址，记录ping回应信息。ping结束后分别在PC］、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和两台路山器的ARP缓存表。10、在PCI±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上使用命令“showarp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。12>在PC］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结朿后在PC1上使用命令"arp-a"查看并记录其的ARP缓存表。13、在Dynagen窗口屮提示符“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：=>nocaptureR1f()/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“arpllicmp”(在Wireshark主窗口界面“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Rl、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PCI的网络连接设置为“自动获得IP地址”，然后依次关闭PCI、PC2、PC3和PC4,关闭VMware窗口；(3)运行labl.net所在目录下的“reset.bat”程序來上传实验数据、还原实验环現。六、实验数据及结果分析1、记录实验中PCI、PC2、PC3和PC4的网络连接。PC1PC2PC3PC3步骤1步骤3IP地址192.168.10.128192.168.11.1192.168.11.2192.168.22.3192.168.22.4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.U254192.168.22.254192.168.22.254【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？1中的答：在实验1,PC1和其它主机均不在一个子网中，因为PC1在步网络号与其它主机不一样。在实验2中，PC4和PC2在同一子网中，因为他们的网络号相同都是192.168.11.0,但与PC3,PC4不同,因为后者的网络号为192.168.22.0o 2、记录实验中PCI的ping通信结果。步骤目的主机PING回应信息能否通信1PC2Pinging192.168.11.2with32bytesofdata:Requesttimedout.否3PC2Replyfrom192.168.11.2:bytes=32time=2msTTL=128是PC3Pinging192.168.22.3with32bytesofdata:Requesttimedout.否PC4Pinging192.168.22.4with32bytesofdata:Requesttimedout.否40.0.0.0Pinging0.0.0.0with32bytesofdata:Destinationspecifiedisinvalid*否255.255.255.255Pingrequestcouldnotfindhost255.255.255.255.Pleasecheckthenameandtryagain.否192.168.11.0Pinging192.168.11.0with32bytesofdata:Destinationspecifiedisinvalid*否192J6&11.255Pinging192.16&11.255with32bytesofdata:Requesttimedout.否127.0.0.0Pinging127.0.0.0with32bytesofdata:Destinationspecifiedisinvalid*否127.0.0.1Pinging127.0.0.1with32bytesofdata:Replyfrom127.0.0.1:bytes=32time=lmsTTL=128是127.0.0.10Pinging127.0.0.10with32bytesofdata:Replyfrom127.0.0.1:bytes=32time