實驗一ARP地址協(xié)議分析

1、實 驗 報 告課程名稱 計算機網絡 實驗名稱 實驗一 ARP地址解析協(xié)議分析 系 別 _計算機學院_ 專 業(yè)_軟件工程 _ 班級/學號 軟工1301班/2013_學生姓名 _ _ _ _ _ 實驗日期 _2015年11月6日 _成 績 _ 指導教師 _ _ _ _ARP地址解析協(xié)議分析實驗【實驗目的】1、掌握ARP協(xié)議的作用和格式。2、理解IP地址與MAC地址的對應關系。3、掌握ARP命令。【實驗學時】2學時【實驗環(huán)境】圖3-12 實驗拓撲圖【實驗內容】1、學習ARP協(xié)議的工作原理。2、掌握ARP協(xié)議的作用和使用方法。3、理解IP地址與MAC地址的對應關系。4、學習使用ARP命令?！緦嶒灹鞒獭?/p>

2、圖3-13 實驗流程圖【實驗原理】詳見理論教材【實驗步驟】步驟一：設定實驗環(huán)境1、參照實驗拓撲連接網絡拓撲；2、配置PC機；步驟二：捕獲ARP報文并進行分析1、在主機PC1中用命令arp a可以查看ARP緩存表中的ARP記錄，用arp d命令刪除ARP緩存中的記錄，如下圖所示。圖3-15 查看ARP緩存表2、在PC1中開啟協(xié)議分析儀進行數(shù)據包捕獲。3、在PC1中用命令ping 192.168.0.354、捕獲ARP報文進行分析。捕獲的ARP請求報文如下圖所示圖 3-16 ARP請求報文捕獲的ARP應答報文如下圖所示。圖 3-17 ARP應答報文在ARP請求報文的數(shù)據幀頭中，源物理地址為發(fā)送請求

3、的主機地址為：00-21-86-1b-76-f2，目的物理地址是廣播地址：ff-ff-ff-ff-ff-ff，協(xié)議類型為0800，表示上層協(xié)議為IP協(xié)議。l 在ARP請求報文中，各字段含義與值如下：l 硬件類型：0001，表示硬件類型為以太網。l 協(xié)議類型：0800，表示需映射地址為IP地址。l 硬件長度：6，表示硬件地址長度為6字節(jié)。l 協(xié)議長度：4，表示協(xié)議地址長度為4字節(jié)。l 操作碼：1，表示此ARP報文為ARP請求報文。l 源物理地址：00-21-86-1b-76-f2，為發(fā)送ARP請求主機的物理地址。l 源IP地址：192.168.0.33，為發(fā)送ARP請求主機的IP地址。l 目標物

4、理地址：00-00-00-00-00-00，為待解析的物理地址。l 目標IP地址：192.168.0.35，為待解析的IP地址。在ARP應答報文中的數(shù)據幀頭中，源物理地址為發(fā)送ARP應答報文的物理地址：00-21-86-1b-7f-64，目的物理地址為發(fā)送ARP請求報文的主機的物理地址：00-21-86-1b-76-f2，協(xié)議類型為0800，表示上層協(xié)議為IP協(xié)議。在ARP應答報文中，各字段含義與值如下：l 硬件類型：0001，表示硬件類型為以太網。l 協(xié)議類型：0800，表示需映射地址為IP地址。l 硬件長度：6，表示硬件地址長度為6字節(jié)。l 協(xié)議長度：4，表示協(xié)議地址長度為4字節(jié)。l 操作

5、碼：2，表示此ARP報文為ARP應答報文。l 源物理地址：00-21-86-1b-7f-64，為發(fā)送ARP應答報文主機的物理地址。l 源IP地址：192.168.0.35，為發(fā)送ARP應答報文主機的IP地址。l 目標物理地址：00-21-86-1b-76-f2，為發(fā)送ARP請求的主機的物理地址。l 目標IP地址：192.168.0.33，為發(fā)送ARP請求的主機的IP地址。步驟三：編輯發(fā)送ARP報文請求報文（同網段）1、 在命令提示符下運行：arp d，清空ARP高速緩存。2、編輯并發(fā)送ARP報文，如下圖所示。圖 3-18 編輯ARP報文l 目的物理地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF，AR

6、P請求為廣播報文，目的地址為廣播地址；l 源物理地址：00-21-86-1b-76-f2，發(fā)送端物理地址；l 類型：0806，上層協(xié)議是IP；l 硬件類型：1，以太網；l 協(xié)議類型：800；l 硬件類型：0001，表示硬件類型為以太網；l 協(xié)議類型：800，表示需映射地址為IP地址；l 硬件長度：6，表示硬件地址長度為6字節(jié)；l 協(xié)議長度：4，表示協(xié)議地址長度為4字節(jié)；l 操作碼：1，表示此ARP報文為ARP應答報文；l 源物理地址：00-21-86-1b-76-f2，為發(fā)送ARP應答報文主機的物理地址；l 源IP地址：192.168.0.33，為發(fā)送ARP應答報文主機的IP地址；l 目標物理

7、地址：00-00-00-00-00-00，為發(fā)送ARP請求的主機的物理地址；l 目標IP地址：192.168.0.35，為發(fā)送ARP請求的主機的IP地址。3、在PC1上開啟協(xié)議分析軟件，進行數(shù)據包捕獲分析，捕獲報文如下圖所示。圖 3-19 采集ARP報文從上圖中可以看到，當編輯ARP請求報文發(fā)送給目的端后，目的端會發(fā)送操作碼為2的ARP應答報文，通告自己的MAC地址和IP地址對應關系。4、在PC1中用命令arp a可以查看到ARP緩存中的PC2的ARP記錄，如下圖所示。圖 3-20 查看ARP緩存步驟四：編輯發(fā)送ARP報文請求報文（不同網段）1、在命令提示符下運行：arp d，清空ARP高速緩

8、存。2、在PC1上編輯并發(fā)送ARP請求，目標地址為PC3主機的地址，如下圖所示。圖 3-21 編輯ARP報文在上圖中，ARP請求的目的IP地址為不同網段的PC3的IP192.168.2.35。3、在PC1上開啟協(xié)議分析軟件，進行數(shù)據包捕獲分析，如下圖所示。圖 3-22 采集ARP報文從上圖中可以看到，當主機請求非本網段的IP地址對應的MAC地址時，應答報文中的源物理地址為00-1A-A9-09-AD-61，說明網關代替PC3對主機發(fā)送了ARP應答報文。這是因為，ARP請求報文為廣播發(fā)送，無法擴散到其他網段，網關代替目標主機進行了ARP應答。當主機需要發(fā)送數(shù)據到其他網段時，需要在目的MAC地址的

9、字段中填入網關MAC地址，先將數(shù)據發(fā)送給網關，再由網關發(fā)送到其他網段。【思考問題】結合實驗過程中的實驗結果，問答下列問題：1、 觀察實驗過程中捕獲網絡上的多個ARP請求幀，觀察這些幀的以太網目的地址是否相同，分析其原因?；鞠嗤?，因為ARP請求幀大都是以廣播的形式發(fā)送的，以太網地址為全12、 觀察實驗過程中捕獲網絡上的多個ARP應答幀，觀察這些幀的以太網目的地址是否相同，分析其原因。大都不同，因為ARP應答幀基本都是回復給發(fā)送請求的幀各臺機器，各機的以太網地址不同，因此ARP應答幀的以太網目的地址都不同。3、 ARP緩存的作用？ ARP緩存的Key:能夠查看本地計算機或另一臺計算機的arp高速

10、緩存中的當前內容。此外，使用arp命令，也可以用人工方式輸入靜態(tài)的網卡物理/ip地址對，你可能會使用這種方式為缺省網關和本地服務器等常用主機進行這項作，有助于減少網絡上的信息量Key:arp -a或arp -g用于查看高速緩存中的所有項目Key:在命令使用arp-s IP （物理地址）進行綁定，它是手工設置，通信是可以直接訪問那臺設備。Key:三層二層都有Key:mac地址Key:有，包括目標IP，源IP，目標MAC，源MAC信息Key:20位字節(jié)Key:協(xié)議是NetBIOS，能路由Key:路由是指為一條信息選擇最佳線路傳輸路徑的過程。路由表供路由選擇時使用。路由表就像我們平時使用的地圖一樣，

11、標識著各種路線，路由表中保存著子網的標志信息、網上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內 容。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。路由協(xié)議是實現(xiàn)路由算法的協(xié)議，簡單地說，它給網絡協(xié)議做導向。路由協(xié)議如：IGRP、EIGRP、OSPF、EGP、BGP、IS-IS及RIP等。Key:靜態(tài)路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網絡管理員干預，否則靜態(tài)路由 不會發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對網絡的改變作出反映，一般用于網絡規(guī)模大、拓 撲結構固定的網絡中。靜態(tài)路由的優(yōu)點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態(tài)路 由優(yōu)先級最高。當動態(tài)路由與靜態(tài)

12、路由發(fā)生沖突時，以靜態(tài)路由為準。動態(tài)路由是網絡中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表 的過程。它能實時地適應網絡結構的變化。如果路由更新信息表明發(fā)生了網絡變化，路由選擇軟件就會重新計算路由，并發(fā)出新的路由更新信息。這些信息通過各個 網絡，引起各路由器重新啟動其路由算法，并更新各自的路由表以動態(tài)地反映網絡拓撲變化。動態(tài)路由適用于網絡規(guī)模大、網絡拓撲復雜的網絡。當然，各種動態(tài)路 由協(xié)議 會不同程度地占用網絡帶寬和CPU資源靜態(tài)路由和動態(tài)路由有各自的特點和適用范圍，因此在網絡中動態(tài)路由通常作為靜態(tài)路由的補充。當一個分組在路由器中進 行尋徑時，路由器首先查找靜態(tài)路由，如果

13、查到則根據相應的靜態(tài)路由轉發(fā)分組；否則再查找動態(tài)路由根據是否在一個自治域內部使用，動態(tài)路由協(xié)議分為內部網關 協(xié)議（IGP）和外部網關協(xié)議（EGP）。這里的自治域指一個具有統(tǒng)一管理機構、統(tǒng)一路由策略的網絡。自治域內部采用的路由選擇協(xié)議稱為內部網關協(xié)議，常 用的有RIP、OSPF；外部網關協(xié)議Key:距離矢量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議Key:ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 x.x.x.xKey: 255.255.255.255是廣播地址，向所有路由發(fā)包。Key:0.0.0.0 是無效地址 ping 了后 會顯示 destination specified is invalid（無

14、效地址）Key:172.16.255.255是向局域網內發(fā)送廣播，255.255.255.255是向全網內發(fā)送廣播Key:使用網絡層協(xié)議ICMP，ICMP數(shù)據包Key:因為一個網絡如果沒有分層，它是無法管理的，需要有一定的層次結構才能有效的實現(xiàn)網絡的通信。Key:OSI它分層結構復雜，難于管理，OSI分7層也不利于網絡的通信，多一層網絡的消耗和開銷就增加。 現(xiàn)實用的是TCP/IP ，TCP/IP分層結構清晰，便于人們有效的分析它每層的信息，它將OSI的上功能三層進行合并，用一個應用層實現(xiàn)其功能.實驗過程中遇到的問題：通過當主機請求非本網段的IP地址對應的MAC地址時，編輯ARP報文中的目的物理地址應該填寫該網段的