實(shí)驗(yàn)一ARP地址解析協(xié)議分析

1、實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)一 ARP地址解析協(xié)議分析 系 別 _計(jì)算機(jī)學(xué)院_ 專 業(yè)_軟件工程 _ 班級(jí)/學(xué)號(hào) 軟工1301班/2013_學(xué)生姓名 _ _ _ _ _ 實(shí)驗(yàn)日期 _2015年11月6日 _成 績(jī) _ 指導(dǎo)教師 _ _ _ _ARP地址解析協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、掌握ARP協(xié)議的作用和格式。2、理解IP地址與MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3、掌握ARP命令?！緦?shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)】2學(xué)時(shí)【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】圖3-12 實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、學(xué)習(xí)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(duì)應(yīng)關(guān)系。4、學(xué)習(xí)使用ARP命令?！緦?shí)驗(yàn)流程】

2、圖3-13 實(shí)驗(yàn)流程圖【實(shí)驗(yàn)原理】詳見(jiàn)理論教材【實(shí)驗(yàn)步驟】步驟一：設(shè)定實(shí)驗(yàn)環(huán)境1、參照實(shí)驗(yàn)拓?fù)溥B接網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?、配置PC機(jī)；步驟二：捕獲ARP報(bào)文并進(jìn)行分析1、在主機(jī)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(kāi)啟協(xié)議分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)包捕獲。3、在PC1中用命令ping 192.168.0.354、捕獲ARP報(bào)文進(jìn)行分析。捕獲的ARP請(qǐng)求報(bào)文如下圖所示圖 3-16 ARP請(qǐng)求報(bào)文捕獲的ARP應(yīng)答報(bào)文如下圖所示。圖 3-17 ARP應(yīng)答報(bào)文在ARP請(qǐng)求報(bào)文的數(shù)據(jù)幀頭中，源物理地址為發(fā)送請(qǐng)求

3、的主機(jī)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(qǐng)求報(bào)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(wǎng)。l 協(xié)議類型：0800，表示需映射地址為IP地址。l 硬件長(zhǎng)度：6，表示硬件地址長(zhǎng)度為6字節(jié)。l 協(xié)議長(zhǎng)度：4，表示協(xié)議地址長(zhǎng)度為4字節(jié)。l 操作碼：1，表示此ARP報(bào)文為ARP請(qǐng)求報(bào)文。l 源物理地址：00-21-86-1b-76-f2，為發(fā)送ARP請(qǐng)求主機(jī)的物理地址。l 源IP地址：192.168.0.33，為發(fā)送ARP請(qǐng)求主機(jī)的IP地址。l 目標(biāo)物

4、理地址：00-00-00-00-00-00，為待解析的物理地址。l 目標(biāo)IP地址：192.168.0.35，為待解析的IP地址。在ARP應(yīng)答報(bào)文中的數(shù)據(jù)幀頭中，源物理地址為發(fā)送ARP應(yīng)答報(bào)文的物理地址：00-21-86-1b-7f-64，目的物理地址為發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文的主機(jī)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(yīng)答報(bào)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(wǎng)。l 協(xié)議類型：0800，表示需映射地址為IP地址。l 硬件長(zhǎng)度：6，表示硬件地址長(zhǎng)度為6字節(jié)。l 協(xié)議長(zhǎng)度：4，表示協(xié)議地址長(zhǎng)度為4字節(jié)。l 操作

5、碼：2，表示此ARP報(bào)文為ARP應(yīng)答報(bào)文。l 源物理地址：00-21-86-1b-7f-64，為發(fā)送ARP應(yīng)答報(bào)文主機(jī)的物理地址。l 源IP地址：192.168.0.35，為發(fā)送ARP應(yīng)答報(bào)文主機(jī)的IP地址。l 目標(biāo)物理地址：00-21-86-1b-76-f2，為發(fā)送ARP請(qǐng)求的主機(jī)的物理地址。l 目標(biāo)IP地址：192.168.0.33，為發(fā)送ARP請(qǐng)求的主機(jī)的IP地址。步驟三：編輯發(fā)送ARP報(bào)文請(qǐng)求報(bào)文（同網(wǎng)段）1、 在命令提示符下運(yùn)行：arp d，清空ARP高速緩存。2、編輯并發(fā)送ARP報(bào)文，如下圖所示。圖 3-18 編輯ARP報(bào)文l 目的物理地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF，AR

6、P請(qǐng)求為廣播報(bào)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(wǎng)；l 協(xié)議類型：800；l 硬件類型：0001，表示硬件類型為以太網(wǎng)；l 協(xié)議類型：800，表示需映射地址為IP地址；l 硬件長(zhǎng)度：6，表示硬件地址長(zhǎng)度為6字節(jié)；l 協(xié)議長(zhǎng)度：4，表示協(xié)議地址長(zhǎng)度為4字節(jié)；l 操作碼：1，表示此ARP報(bào)文為ARP應(yīng)答報(bào)文；l 源物理地址：00-21-86-1b-76-f2，為發(fā)送ARP應(yīng)答報(bào)文主機(jī)的物理地址；l 源IP地址：192.168.0.33，為發(fā)送ARP應(yīng)答報(bào)文主機(jī)的IP地址；l 目標(biāo)物理

7、地址：00-00-00-00-00-00，為發(fā)送ARP請(qǐng)求的主機(jī)的物理地址；l 目標(biāo)IP地址：192.168.0.35，為發(fā)送ARP請(qǐng)求的主機(jī)的IP地址。3、在PC1上開(kāi)啟協(xié)議分析軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)包捕獲分析，捕獲報(bào)文如下圖所示。圖 3-19 采集ARP報(bào)文從上圖中可以看到，當(dāng)編輯ARP請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送給目的端后，目的端會(huì)發(fā)送操作碼為2的ARP應(yīng)答報(bào)文，通告自己的MAC地址和IP地址對(duì)應(yīng)關(guān)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(bào)文請(qǐng)求報(bào)文（不同網(wǎng)段）1、在命令提示符下運(yùn)行：arp d，清空ARP高速緩

8、存。2、在PC1上編輯并發(fā)送ARP請(qǐng)求，目標(biāo)地址為PC3主機(jī)的地址，如下圖所示。圖 3-21 編輯ARP報(bào)文在上圖中，ARP請(qǐng)求的目的IP地址為不同網(wǎng)段的PC3的IP192.168.2.35。3、在PC1上開(kāi)啟協(xié)議分析軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)包捕獲分析，如下圖所示。圖 3-22 采集ARP報(bào)文從上圖中可以看到，當(dāng)主機(jī)請(qǐng)求非本網(wǎng)段的IP地址對(duì)應(yīng)的MAC地址時(shí)，應(yīng)答報(bào)文中的源物理地址為00-1A-A9-09-AD-61，說(shuō)明網(wǎng)關(guān)代替PC3對(duì)主機(jī)發(fā)送了ARP應(yīng)答報(bào)文。這是因?yàn)?，ARP請(qǐng)求報(bào)文為廣播發(fā)送，無(wú)法擴(kuò)散到其他網(wǎng)段，網(wǎng)關(guān)代替目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行了ARP應(yīng)答。當(dāng)主機(jī)需要發(fā)送數(shù)據(jù)到其他網(wǎng)段時(shí)，需要在目的MAC地址的

9、字段中填入網(wǎng)關(guān)MAC地址，先將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)發(fā)送到其他網(wǎng)段。【思考問(wèn)題】結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，問(wèn)答下列問(wèn)題：1、 觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中捕獲網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)ARP請(qǐng)求幀，觀察這些幀的以太網(wǎng)目的地址是否相同，分析其原因。基本相同，因?yàn)锳RP請(qǐng)求幀大都是以廣播的形式發(fā)送的，以太網(wǎng)地址為全12、 觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中捕獲網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)ARP應(yīng)答幀，觀察這些幀的以太網(wǎng)目的地址是否相同，分析其原因。大都不同，因?yàn)锳RP應(yīng)答幀基本都是回復(fù)給發(fā)送請(qǐng)求的幀各臺(tái)機(jī)器，各機(jī)的以太網(wǎng)地址不同，因此ARP應(yīng)答幀的以太網(wǎng)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(jì)算機(jī)或另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的arp高速

10、緩存中的當(dāng)前內(nèi)容。此外，使用arp命令，也可以用人工方式輸入靜態(tài)的網(wǎng)卡物理/ip地址對(duì)，你可能會(huì)使用這種方式為缺省網(wǎng)關(guān)和本地服務(wù)器等常用主機(jī)進(jìn)行這項(xiàng)作，有助于減少網(wǎng)絡(luò)上的信息量Key:arp -a或arp -g用于查看高速緩存中的所有項(xiàng)目Key:在命令使用arp-s IP （物理地址）進(jìn)行綁定，它是手工設(shè)置，通信是可以直接訪問(wèn)那臺(tái)設(shè)備。Key:三層二層都有Key:mac地址Key:有，包括目標(biāo)IP，源IP，目標(biāo)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(guò)程。路由表供路由選擇時(shí)使用。路由表就像我們平時(shí)使用的地圖一樣，

11、標(biāo)識(shí)著各種路線，路由表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi) 容。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，可以由路由器自動(dòng)調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。路由協(xié)議是實(shí)現(xiàn)路由算法的協(xié)議，簡(jiǎn)單地說(shuō)，它給網(wǎng)絡(luò)協(xié)議做導(dǎo)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(shè)置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù)，否則靜態(tài)路由 不會(huì)發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對(duì)網(wǎng)絡(luò)的改變作出反映，一般用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、拓 撲結(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡(luò)中。靜態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態(tài)路 由優(yōu)先級(jí)最高。當(dāng)動(dòng)態(tài)路由與靜態(tài)

12、路由發(fā)生沖突時(shí)，以靜態(tài)路由為準(zhǔn)。動(dòng)態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò)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(guò)程。它能實(shí)時(shí)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化。如果路由更新信息表明發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)變化，路由選擇軟件就會(huì)重新計(jì)算路由，并發(fā)出新的路由更新信息。這些信息通過(guò)各個(gè) 網(wǎng)絡(luò)，引起各路由器重新啟動(dòng)其路由算法，并更新各自的路由表以動(dòng)態(tài)地反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?。?dòng)態(tài)路由適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，各種動(dòng)態(tài)路 由協(xié)議 會(huì)不同程度地占用網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU資源靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由有各自的特點(diǎn)和適用范圍，因此在網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)路由通常作為靜態(tài)路由的補(bǔ)充。當(dāng)一個(gè)分組在路由器中進(jìn) 行尋徑時(shí)，路由器首先查找靜態(tài)路由，如果

13、查到則根據(jù)相應(yīng)的靜態(tài)路由轉(zhuǎn)發(fā)分組；否則再查找動(dòng)態(tài)路由根據(jù)是否在一個(gè)自治域內(nèi)部使用，動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分為內(nèi)部網(wǎng)關(guān) 協(xié)議（IGP）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）。這里的自治域指一個(gè)具有統(tǒng)一管理機(jī)構(gòu)、統(tǒng)一路由策略的網(wǎng)絡(luò)。自治域內(nèi)部采用的路由選擇協(xié)議稱為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，常 用的有RIP、OSPF；外部網(wǎng)關(guān)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(wú)效地址 ping 了后 會(huì)顯示 destination specified is invalid（無(wú)

14、效地址）Key:172.16.255.255是向局域網(wǎng)內(nèi)發(fā)送廣播，255.255.255.255是向全網(wǎng)內(nèi)發(fā)送廣播Key:使用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議ICMP，ICMP數(shù)據(jù)包Key:因?yàn)橐粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)如果沒(méi)有分層，它是無(wú)法管理的，需要有一定的層次結(jié)構(gòu)才能有效的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通信。Key:OSI它分層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于管理，OSI分7層也不利于網(wǎng)絡(luò)的通信，多一層網(wǎng)絡(luò)的消耗和開(kāi)銷就增加。 現(xiàn)實(shí)用的是TCP/IP ，TCP/IP分層結(jié)構(gòu)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(jìn)行合并，用一個(gè)應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)其功能.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題：通過(guò)當(dāng)主機(jī)請(qǐng)求非本網(wǎng)段的IP地址對(duì)應(yīng)的MAC地址時(shí)，編輯ARP報(bào)文中的目的物理地址應(yīng)該填寫該網(wǎng)段的