實驗六IGMP協(xié)議和RIP協(xié)議

1、南昌大學實驗報告學生姓名：吳長福 學 號： 8000114105專業(yè)班級： 卓越141班實驗類型：口驗證口綜合”設(shè)計口創(chuàng)新 實驗日期： 2016.12.01 實驗成績：實驗六IGMP協(xié)議和RIP協(xié)議【實驗目的】掌握IGMP協(xié)議的報文格式掌握IGMP協(xié)議的工作原理理解多播組地址到以太網(wǎng)地址的映射掌握路由協(xié)議的分類，理解靜態(tài)路由和動態(tài)路由掌握動態(tài)路由協(xié)議RIP的報文格式，工作原理及工作過程掌握RIP計時器的作用理解RIP的穩(wěn)定性【實驗學時】建議4學時1、IGMP協(xié)議【實驗環(huán)境配置】采用網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)說明：主機A、C、D的默認網(wǎng)關(guān)是172.16.1.1；主機E、F的默認網(wǎng)關(guān)是172.16.0.1?！緦嶒炘?/p>

2、理】一、IGMP報文格式IP數(shù)據(jù)報 首部IGMP報文k1P數(shù)據(jù)報IP多播報文從一臺計算機發(fā)送到一組特定的計算機上，叫做多播。例如，實時信息的交付（如 新聞、股市行情等），軟件更新，交互會議等。在因特網(wǎng)上進行多播就叫做IP多播。IP 多播具有以下的一些特點：多播使用組地址IANA把D類地址空間分配用于IP組播地址。所以，IP組播值的范圍是：224.0.0.0239.255.255.255。為了更合理的利用有限的組播地址，IANA進一步對它進行了劃分。如下圖所示:三、 IGMP使用規(guī)則多播路由器使用IGMP報文來記錄與該路由器相連網(wǎng)絡中組成員的變化情況。使用規(guī)則 如下：1）當?shù)谝粋€進程加入一個組時

3、，主機就發(fā)送一個IGMP報告。如果一個主機的多個 進程加入同一組，只發(fā)送一個IGMP報告。這個報告被發(fā)送到進程加入組所在的同一 接口上。2）進程離開一個組時，主機不發(fā)送IGMP報告即便是組中的最后一個進程離開。主 機知道在確定的組中已不再有組成員后，在隨后收到的IGMP查詢中就不再發(fā)送報告 報文。3）多播路由器定時發(fā)送IGMP查詢了解是否有任何主機包含有屬于多播組的進程。 多播路由器必須向每個接口發(fā)送一個IGMP查詢。因為路由器希望主機對它加入的每個 多播組均發(fā)回一個報告，因此IGMP查詢報文中的組地址被設(shè)置為0。4）主機通過發(fā)送IGMP報告來響應一個IGMP查詢，對每個至少還包含一個進程的

4、組均要發(fā)回IGMP報告。使用這些查詢和報告報文，多播路由器對每個接口保持一個 表，表中記錄接口上至少還包含一個主機的多播組。當路由器收到要轉(zhuǎn)發(fā)的多播數(shù)據(jù) 報時，它只將該數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到（使用相應的多播鏈路層地址）還擁有屬于那個組主機的接 口上?！緦嶒灢襟E】練習一：觀察IGMP報文在主機B的172.16.1.1對應的接口、172.16.0.1對應的接口分別啟動網(wǎng)絡協(xié)議分析器 并設(shè)置過濾條件（提取IGMP）。在主機B上啟動IGMP協(xié)議：在主機B的命令行下使用“igmp_config”命令啟動IGMP協(xié)議。主機B的命令行下使用“igmp_config ”172.16.1.1的接口名 route”命令將

5、172.16.1.1接口設(shè)置為“IGMP路由器”。主機B的命令行下使用“igmp_config 172.16.0.1的接口名 route”命令將 172.16.0.1接口設(shè)置為“IGMP路由器”。觀察主機B上協(xié)議分析器所采集到的數(shù)據(jù)。找到“成員關(guān)系查詢”報文，并填寫下表：數(shù)據(jù)內(nèi)容含義目的MAC地址目的IP地址TTL值組地址通過目的MAC地址和目的IP地址，簡述組播IP地址到MAC地址的映射方式。練習二：利用IGMP加入一個多播組在主機B、D、F上啟動網(wǎng)絡協(xié)議分析器并設(shè)置過濾條件（提取IGMP）。在主機A上運行“組播工具”（使用224.0.1.88作為多 播地址）。在主機B、D、F上觀察協(xié)議分析

6、器上采集到的數(shù)據(jù)。察看主機B的“路由和遠程訪問/IGMP/顯示組表格”（在命令行方式下，輸入 “igmp_config showgrouptable”），理解“組播工具”使用IGMP協(xié)議加入一個多播組的過程。練習三：多播通信在主機B、F上啟動協(xié)議分析器并設(shè)置過濾條件（提取IGMP和UDP）。在主機A、C、E上啟動“組播工具”，并加入到同一個多播組（如：224.0.1.88）。察看主機B上的“路由和遠程訪問/IGMP/顯示組表格”，記錄其中條目。使用主機A發(fā)送數(shù)據(jù)。觀察主機C、E上“組播工具”接收到的數(shù)據(jù)。主機E退出多播組。察看主機B上的“路由和遠程訪問/IGMP/顯示組表格”。其中是否含有主機

7、E所加入的組的 相關(guān)條目？為什么？主機A、C退出多播組。察看主機B上的“路由和遠程訪問/IGMP/顯示組表格”。其中是否含有主機A、C所加入的 組的相關(guān)條目？為什么？主機B、F停止捕獲數(shù)據(jù)，觀察協(xié)議分析器所捕獲的數(shù)據(jù)。簡述IGMP在多播通信過程中所起到的作用，繪制多播組成員和IGMP路由器的報文交互過程 （包括 IGMP 和 UDP）。2、RIP協(xié)議【實驗環(huán)境配置】采用如下網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)【實驗原理】一、RIP報文格式-UDP用戶數(shù)據(jù)報IP數(shù)據(jù)報4字節(jié)4字節(jié)IP UDP首部 首部必為0首部 路由部分RIP報文地址族板識符路由標記阿緡地址子網(wǎng)掩碼下蹣路由器地址距離(1-16)路由懦恩 (20字節(jié)/路由)

8、 可重復發(fā)現(xiàn) 最多25個二、靜態(tài)路由靜態(tài)路由是一種特殊的路由，由網(wǎng)絡管理員采用手工方法在路由器中配置而成。這種方 法適合在規(guī)模較小、路由表也相對簡單的網(wǎng)絡中使用。它比較簡單，容易實現(xiàn)；可以精確控 制路由選擇，改進網(wǎng)絡的性能；減小路由器的開銷，為重要的應用保證帶寬。但對于大規(guī)模 的網(wǎng)絡而言，如果網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或網(wǎng)絡鏈路發(fā)生故障，用手工的方法配置及修改路 由表，對管理員會形成很大壓力。三、距離矢量算法（。算法）下面對是對矢量算法的描述：收到相鄰路由器（其地址為X）的一個RIP報文：先修改此RIP報文中的所有項目：將“下一跳”字段中的地址都改為X，并將所有的“距離” 字段的值加1。對修改后的R

9、IP報文中的每一個項目，重復以下步驟：如果項目中的目的網(wǎng)絡不在路 由表中將該項目添加到路由表中。否則如果下一跳字段給出的路由器地址是同樣的將 收到的項目替換原路由表的項目。否則如果 收到的項目中的距離小于路由表中的距離 更新路由表。若3分鐘還沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則將此相鄰路由器記為不可達的路由器， 即將距離置為16。返回。四、觸發(fā)更新和水平分割1、觸發(fā)更新觸發(fā)更新的思想是當路由器檢測到鏈路有問題時立即對問題路由進行更新。觸發(fā)更新的 作用是迅速傳遞路由故障、加速收斂、減少環(huán)路產(chǎn)生的機會。如果路由器使用觸發(fā)更新，它 可以在幾秒鐘內(nèi)就在整個網(wǎng)絡上傳播路由故障信息，極大地縮短了收斂時間。不

10、采用觸發(fā)更 新，可能要花費更多的時間才能夠收斂。2、水平分割路由環(huán)路產(chǎn)生的另一個重要原因是不正確的路由信息通過獲得這條信息的接口再發(fā)送 回去，替代了新的正確的路由，這也導致了錯誤路由信息的循環(huán)往復。水平分割的規(guī)則是， 當向某個網(wǎng)絡接口發(fā)送RIP更新信息時，不包含從該接口得到的選路信息。這樣做的目的 是避免路由環(huán)路?！緦嶒灢襟E】練習一：靜態(tài)路由與路由表在路由器B或路由器E的Static設(shè)置方式，觀察路由表輸入格式，回答靜態(tài)路由表是由哪幾部分組成的?靜態(tài)路由表項組成：目的地址，子網(wǎng)掩碼，下一跳。將主機A的默認網(wǎng)關(guān)設(shè)為172.16.0.1。用主機A依次ping主機B(192.168.0.2)和主機C

11、(192.168.0.3)，觀察現(xiàn)象，記錄結(jié)果。是否PING 通原因主機A主機B(192.168.0.2)是雖然主機A的網(wǎng)關(guān)不是路由B的0/0地址，但是 路由B添加了 192.168.0.0的rip協(xié)議，表明要到達 192.168.0.0網(wǎng)段的地址都可以從路由器B經(jīng)過，所 以A可以ping通B的0/0地址主機A主機C(192.168.0.3)是雖然主機A的網(wǎng)關(guān)不是路由B的0/0地址，但是 路由B添加了 192.168.0.0的rip協(xié)議，表明要到達 192.168.0.0網(wǎng)段的地址都可以從路由器B經(jīng)過，所 以主機A想要發(fā)送請求給C,可以通過路由B進行 轉(zhuǎn)發(fā)請求。從主機 A 依次 ping 主機

12、 B ( 192.168.0.2)、主機 E ( 192.168.0.1)、主機 E (172.16.1.1),觀察現(xiàn)象，記錄結(jié)果。是否PING 通原因主機A主機B(192.168.0.2)是雖然主機A的網(wǎng)關(guān)不是路由B的0/0地址，但是 路由B添加了 192.168.0.0的rip協(xié)議，表明要到達 192.168.0.0網(wǎng)段的地址都可以從路由器B經(jīng)過，所 以A可以ping通B的0/0地址主機A-主機E (192.168.0.1)是路由B和路由E是可通的，路由B根據(jù)RIP協(xié)議 把主機A的請求轉(zhuǎn)發(fā)給E(192.168.0.1)主機A-主機E(172.16.1.1)是路由B和路由E是可通的，路由B根

13、據(jù)RIP協(xié)議 把主機A的請求轉(zhuǎn)發(fā)給E(192.168.0.1)，192.168.0.1 和172.16.1.1是其兩個端口地址，A發(fā)送的請求的 目的地址又是172.16.1.1,故可以ping通.在主機B上，通過手工添加靜態(tài)路由(route add 172.16.1.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.1)； 在主機 E 上，也添加一條靜態(tài)路由(route add 172.16.0.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.2 )。從主機 A 依次 ping 主機 B (192.168.0.2)、主機 E(192.168.0.1)、主機 E(172

14、.16.1.1)，觀察現(xiàn)象，記錄結(jié)果。是否PING通原因主機A主機B(192.168.0.2)是路由B添加了靜態(tài)路由，且A所要發(fā)送請求的 目的地址，在路由B的RIP協(xié)議中已經(jīng)添加。主機A-主機E (192.168.0.1)是主機A訪問192.168.0.0網(wǎng)段可以通過路由B， 因為B和E會交換路由信息，B的路由表信息中 E對A是可達的，路由B就直接轉(zhuǎn)發(fā)給E。主機A-主機E(172.16.1.1)是前兩步確認A可達E的192.168.0.1端口，在E的 RIP協(xié)議中又存在172.16.0.0，所以可通。在主機B和主機E上刪除手工添加的靜態(tài)路由條目。簡述靜態(tài)路由的特點以及路由 表在路由期間所起到的

15、作用。靜態(tài)路由相當于一條默認通路，當有主機訪問相應的地址時，優(yōu)先使用靜態(tài)路由所提供 的線路，可以避免發(fā)送請求前還要先對地址進行是否可通的確認，這樣既節(jié)省時間，又減少 了網(wǎng)絡的開銷練習二：動態(tài)路由協(xié)議RIPv2設(shè)置過濾條件（提取RIP和UDP）。主機B和主機E啟動RIP協(xié)議并添加新接口: 添加主機B的接口:在 RIP 中為設(shè)置 172.16.0.0 接口和 192.168.0.0添加主機E的接口：在 RIP 中為設(shè)置 172.16.1.0 接口和 192.168.0.0。在主機B和E的CLI頁面輸入：Router(config)#route ripRouter(config-router)#ve

16、rsion 2Router(config-router)#endRouter-B物理I配置命令行IIP3劍客論壇漢化-bbs. B.ont er (con fig) #P.out-er conD is now avai 1 &： 1 ePress P.ETUFJ-I t-o get- started.B.ont e r e n ah 1 eB.onter#con fiiji_ire terminal|Enter conf i jurat-ion coiinaands r erne per line. End with CNTL/Z .Router i：configj jtnc ip route

17、 172- IS. 1.0 255一 EEE一 Z5E. 0 192. 1S8.0.1Rout, e r I： c on fig) #Rout, e r I： c on fig) #P.oiit.er I：conf ig) #rout.er ripP.oiit.er I：conf ig -rout.er) #rout.er ripP.out-er J conf ig-r out-er J #復制 粘貼|餐衣。Packet Tracer-R. |兇實驗六IGMP協(xié)議和RIP. |闋RuS一四爨罵貿(mào)國播琪土如55Router-E物理I配置命令行IIP3劍客論壇漢化-bbs. ipd&B.out.e

18、r coiiO is hotj avai 1 at 1 ePress RETUP1I to get. started.P.out- er：=-e n ah 1 eP.out-er#con fie t-eriainalEnt-er confi ji.irat-ion coiiiiaaiids, one per line. End wit-h CNTL/Z.P.out- er i：c on fig) #nc ip r out- e 172.16.0.0 Z-5-5. Z-5-5. Z-5-5.0 192. 168.0. ZP.out- eric on fig) #li.oiit- eric on

19、f i g) # r out e r ripli.oiit- eric on f ig-r out- e r) # r out e r ipli.out- eric oil f ig-r out- er) #verEioii Zli.out- eric oil f ig-r out- er) #endB-oxiter#% STS - 5 - C ON FI G I: Conf iji.ired from console hy CDii5Dle|復制 粘貼I 餐Cisco Packet Tracer-F：l. | 為實驗六 IGMP協(xié)議和RIP.“ |WRouteW使得主機B和E的RIP版本一致

20、。在主機B的CLI中輸入“Router#show ip rip database”，觀察路由表信息。輸入 “Router#debug ip rip”觀察報文交互，直到兩臺主機的路由表達到穩(wěn)定態(tài)。記錄 穩(wěn)定態(tài)下主機B和主機E的路由表條目。輸入“Router#no debug ip rip”停止調(diào) 試狀態(tài)。在主機B和E的CLI頁面，分別配置以下信息：Router(config)#route ripRouter(config-router)#timer basic 20 180 180 240Router(config-router)#end這樣就是設(shè)置了 RIP的更新時間是20秒，無效時間是180

21、秒，拒絕時間是180秒，清除時間是240秒。再使用以下命令來查看RIP協(xié)議信息配置：Router#show ip protocols察看報文序列，并回答問題：將“周期公告間隔”設(shè)置為0秒可以嗎？為什么操作系統(tǒng)對“周期公告間隔”有時間上限和時間下限？上限和下限的作用是什么？不可以，對“周期公告間隔”有時間限制是對發(fā)送更新報文時機的一種權(quán)衡。上 限是限制更新報文發(fā)送過于頻繁，增加網(wǎng)絡負載；下限是確保路由信息得到及時更 新。通過分析器，比較兩個相鄰通告報文之間的時間差，是20秒嗎？如果不全是， 為什么？不全是，雖然指定的時間為20秒，但工作模式是使用在15到25之間的一個隨機數(shù)。 這是為了避免出現(xiàn)任何可能的同步，因而可防止在互聯(lián)網(wǎng)上由于路由器都同時更新而引 起的過載將“路由過期前的時間”設(shè)置為30秒(Router(config)#route ripRouter(config-router)#timer basic 20 180 180 30Router(config-router)#end)。禁用主機E的192.168.0. 1的網(wǎng)絡連接。在30秒內(nèi)觀察主機B的路由條目變化， 并回答問題：簡述“路由過期計時器”的作用是什么？答：作用為管理路由的有效性。如果網(wǎng)絡