電子科大TCPIP第一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：課程名稱：TCP/IP協(xié)議指導(dǎo)教師：日期： 2016年10月29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： l 網(wǎng)絡(luò)/子網(wǎng)地址：標(biāo)識(shí)一

2、個(gè) IP 網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)。 l 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。 l 受限廣播地址：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。 l 本網(wǎng)絡(luò)上本主機(jī)地址：表示主機(jī)自己。 l 環(huán)回地址：用來測(cè)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)

3、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 826）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 AR

4、P 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。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?VMware 虛擬機(jī) PC1、

5、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(cè)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

6、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) IP 分組交付的影響。 四、實(shí)驗(yàn)器材（設(shè)備、元器件）計(jì)算機(jī)一臺(tái)五、實(shí)驗(yàn)步驟1、確保網(wǎng)絡(luò)連接中的 VMnet1 和 VMnet2 均被啟用，然后依次啟動(dòng) VMware Work

7、station 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 ，然后將其 IP 地址分別設(shè)為 、 55，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 ping 通 PC2，

8、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：、55、、 55、、、0、55，記錄并分析 ping 的結(jié)果。 5、運(yùn)行 Dynagen 中的“Network device list”程序，核對(duì)確保 文件中 R1 的 F0/0 值與“Network device list”中 VMnet1 的“NIO_gen_eth”

9、一致，R2 的 F0/0 值與“Network device list”中 VMnet2 的“NIO_gen_eth”一致。然后 啟動(dòng) Dynamips Server（直到步驟 14 才能關(guān)閉 Dynamips Server 窗口），接著運(yùn)PC1 PC2 PC3 PC4 子網(wǎng) A：/24 子網(wǎng) B：/24 R1 R2 F0/0 F0/0 S1/0 S1/0 PPP Ethernet1 （VMnet1） Ethernet2（VMnet2） 子網(wǎng) C： /30 R1 F0/0 = 54，S1/0 = 1

10、 R2 F0/0 = 54，S1/0 = 4 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 = con R2 6、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 arp R2 show arp 7、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

11、 和子 網(wǎng) C 中的分組： = capture R1 f0/0 a.cap = capture R2 f0/0 b.cap = capture R2 s1/0 c.cap PPP 8、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

12、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。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

13、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 capture R1 f0/0 = no capture R2 f0/0 = no capture R2 s1/0 14、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

14、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 窗口； （3）運(yùn)行 所在目錄下的“ftp.bat”程序來上傳實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（注意：務(wù)必按5 照“ftp.bat”程序運(yùn)行中的提示信息執(zhí)行正確操作） 。 （4）確認(rèn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳成功后，運(yùn)行 所在目錄下的“reset.bat”程序還 原實(shí)驗(yàn)環(huán)境（注意： “reset.bat”程序會(huì)自動(dòng)刪除實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)文件） 。 15、用 Wiresh

15、ark 軟件查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） 。 六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析1、記錄實(shí)驗(yàn)中 PC1、PC2、PC3 和 PC4 的網(wǎng)絡(luò)連接。PC1PC2PC3PC4步驟1步驟3IP地址28子網(wǎng)掩碼255.255.25

16、5.0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)無28545454 【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？ 在步驟一中PC1和PC2，3，4都不在一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)，在步驟二中PC1和PC2在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)。因?yàn)樵诼酚善魑撮_啟的情況下，只有同在一個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)能相互通信，而我們實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象說明了以上的結(jié)論。2、記錄實(shí)驗(yàn)中 PC1 的 ping 通信結(jié)果。 步驟 目的主機(jī) PING 回應(yīng)信息 能否通信 1 PC2 步驟目的主機(jī)PING回應(yīng)信息能否通信1PC

17、2Request timed out.否3PC2Reply from 能PC3Request timed out否PC4Request timed out否Destination specified is invalid否55Ping request could not find host 55否Destination specified is invalid否55Request timed out否Destination specifi

18、ed is invalid否Reply from 能0Reply from 0能55Request timed out否9PC2Reply from 能10PC3Reply from 能11PC4Reply from 能12本子網(wǎng)內(nèi)不存在的主機(jī)Request timed out否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)

19、前的 ARP 緩存表IP地址MAC地址InterfaceR154cc-00-12-24-00-00FastEthernet0/054R254cc-01-12-24-00-00FastEthernet0/054步驟 8：使用“arp a”命令查看清空操作后 PC1PC4 的 ARP 緩存表IP地址MAC地址InterfacePC1No ARP Entries FoundPC2No ARP Entries FoundPC3No ARP Entries FoundPC4No ARP Entries Fou

20、nd步驟 9：PC1 ping PC2 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 緩存表IP地址MAC地址InterfaceR154cc-00-12-24-00-0000-0c-29-e1-eb-96FastEthernet0/0R25454cc-01-12-24-00-00cc-00-12-24-00-00FastEthernet0/0PC1 00-0c-29-e1-eb-96 - 0x2PC2 00-0c-29-02-

21、6f-ca - 0x2PC3No ARP Entries FoundPC4No ARP Entries Found步驟 10：PC1 ping PC3 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 緩存IP地址MAC地址InterfaceR15454cc-00-12-24-00-0000-0c-29-e1-eb-96cc-01-12-24-00-00FastEthernet0/0R25454cc-01-12-24-00-00cc

22、-00-12-24-00-0000-0c-29-0c-dc-20FastEthernet0/0PC1 00-0c-29-e1-eb-96 - 0x2PC2 00-0c-29-02-6f-ca - 0x2PC3 54 00-0c-29-c4-ee-eacc-01-12-24-00-00 - 0x2PC4 00-0c-29-0c-dc-20 - 0x2步驟 11：PC1 ping PC

23、4 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 緩存表IP地址MAC地址InterfaceR15454cc-00-12-24-00-0000-0c-29-e1-eb-96cc-01-12-24-00-00FastEthernet0/0R25454cc-01-12-24-00-00cc-00-12-24-00-0000-0c-29-0c-dc-2000-0c-29-c4-ee-eaFastEthernet0/0PC1192.16

24、8.11.254 cc-00-12-24-00-00 - 0x2PC2 00-0c-29-02-6f-ca - 0x2PC354 cc-01-12-24-00-00 - 0x2PC454 cc-01-12-24-00-00 - 0x2步驟 12：PC1 ping 本子網(wǎng)內(nèi)一臺(tái)不存在的主機(jī)后，PC1 的 ARP 緩存表IP地址MAC地址InterfacePC1 00-0c-29-e1-eb-96192.16

25、8.11.4 - 0x2【分析】 1）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？ 不能，因?yàn)槠渌泳W(wǎng)的PC與該主機(jī)通信時(shí)是通過路由的轉(zhuǎn)發(fā)，所以PC只能記錄轉(zhuǎn)發(fā)路由端口的MAC地址而不能記錄其他子網(wǎng)PC地址的映射。 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) 54 的地址 映射？為什么？ 不會(huì)，因?yàn)镻C2未進(jìn)行對(duì)其他子網(wǎng)的PC的ARP請(qǐng)求，不會(huì)得到轉(zhuǎn)發(fā)路由端口的地址映射。 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？ 可能是超時(shí)衰老了。 4、記錄步驟 9、步驟 10、步驟 11、步驟

26、 12 中捕獲的分組信息： 步驟 9 ；PC1 ping PC2 子網(wǎng)AARP請(qǐng)求以太幀頭源地址00-0c-29-e1-eb-96目的MACff-ff-ff-ff-ff-ff-ffARP分組發(fā)方MAC00-0c-29-e1-eb-96目標(biāo)MAC00-00-00-00-00-00發(fā)方IP目標(biāo)IPARP響應(yīng)以太幀頭源地址00-0c-29-02-6f-ca目的MAC00-0c-29-e1-eb-96ARP分組發(fā)方MAC00-0c-29-02-6f-ca目標(biāo)MAC00-0c-29-e1-eb-96發(fā)方IP目標(biāo)IP192.168.1

27、1.2ICMP回送請(qǐng)求以太幀頭源MAC00-0c-29-02-6f-ca目的MAC00-0c-29-e1-eb-96IP分組頭源IP目的IPICMP回送應(yīng)答以太幀頭源MAC00-0c-29-e1-eb-96目的MAC00-0c-29-02-6f-caIP分組頭源IP目的IP子網(wǎng)B無子網(wǎng)C無步驟 10 ；PC1 ping PC3 子網(wǎng)AARP請(qǐng)求以太幀頭源地址00-0c-29-02-6f-ca目的MACff-ff-ff-ff-ff-ff-ffARP分組發(fā)方MAC00-0c-29-02-6f-ca目標(biāo)M

28、AC00-00-00-00-00-00發(fā)方IP目標(biāo)IP54ARP響應(yīng)以太幀頭源地址cc-00-12-24-00-00目的MAC00-0c-29-02-6f-caARP分組發(fā)方MACcc-00-12-24-00-00目標(biāo)MAC00-0c-29-02-6f-ca發(fā)方IP54目標(biāo)IPICMP回送請(qǐng)求以太幀頭源MAC00-0c-29-02-6f-ca目的MACcc-00-12-24-00-00IP分組頭源IP目的IPICMP回送應(yīng)答以太幀頭源MAC00-0c-

29、29-02-6f-ca目的MACcc-00-12-24-00-00IP分組頭源IP目的IP子網(wǎng)BARP請(qǐng)求以太幀頭原地址cc-01-12-24-00-00目的MACff-ff-ff-ff-ff-ff-ffARP分組發(fā)方MACcc-01-12-24-00-00目標(biāo)MAC00-00-00-00-00-00發(fā)方IP54目標(biāo)IPARP響應(yīng)以太幀頭原地址00-0c-29-0c-dc-20目的MACcc-01-12-24-00-00ARP分組發(fā)方MAC00-0c-29-0c-dc-20目標(biāo)MACcc-01-12

30、-24-00-00發(fā)方IP目標(biāo)IP54ICMP回送請(qǐng)求以太幀頭源MACcc-01-12-24-00-00目的MAC00-0c-29-0c-dc-20IP分組頭源IP目的IPICMP回送應(yīng)答以太幀頭源MAC00-0c-29-0c-dc-20目的MACcc-01-12-24-00-00IP分組頭源IP目的IP子網(wǎng)CICMP回送請(qǐng)求PPP幀頭地址0xffIP分組頭源IP目的IPICMP回送回復(fù)PPP幀頭地址0x

31、ffIP分組頭源IP目的IP步驟 11 ；PC1 ping PC4 子網(wǎng)AARP請(qǐng)求以太幀頭源地址00-0c-29-02-6f-ca目的MACff-ff-ff-ff-ff-ff-ffARP分組發(fā)方MAC00-0c-29-02-6f-ca目標(biāo)MAC00-00-00-00-00-00發(fā)方IP目標(biāo)IP54ARP響應(yīng)以太幀頭源地址cc-00-12-24-00-00目的MAC00-0c-29-02-6f-caARP分組發(fā)方MACcc-00-12-24-00-00目標(biāo)MAC00-0c-29-02-6f-ca發(fā)方

32、IP54目標(biāo)IPICMP回送請(qǐng)求以太幀頭源MAC00-0c-29-02-6f-ca目的MACcc-00-12-24-00-00IP分組頭源IP目的IPICMP回送應(yīng)答以太幀頭源MAC00-0c-29-02-6f-ca目的MACcc-00-12-24-00-00IP分組頭源IP目的IP子網(wǎng)BARP請(qǐng)求以太幀頭原地址cc-01-12-24-00-00目的MACff-ff-ff-ff-ff-ff-ffARP分組發(fā)方MACcc-01-12-24-00-00目標(biāo)

33、MAC00-00-00-00-00-00發(fā)方IP54目標(biāo)IPARP響應(yīng)以太幀頭原地址00-0c-29-0c-dc-20目的MACcc-01-12-24-00-00ARP分組發(fā)方MAC00-0c-29-0c-dc-20目標(biāo)MACcc-01-12-24-00-00發(fā)方IP目標(biāo)IP54ICMP回送請(qǐng)求以太幀頭源MACcc-01-12-24-00-00目的MAC00-0c-29-0c-dc-20IP分組頭源IP目的IPICMP回送應(yīng)答以太幀頭源MAC00-0c-29-0c-dc-20目的MACcc-01-12-24-00-00IP分組頭源IP192.168.22.