實(shí)驗(yàn)六IGMP協(xié)議和RIP協(xié)議

1、南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：吳長(zhǎng)福 學(xué) 號(hào)： 8000114105專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 卓越141班實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：口驗(yàn)證口綜合”設(shè)計(jì)口創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 2016.12.01 實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)六IGMP協(xié)議和RIP協(xié)議【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹空莆誌GMP協(xié)議的報(bào)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(lèi)，理解靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由掌握動(dòng)態(tài)路由協(xié)議RIP的報(bào)文格式，工作原理及工作過(guò)程掌握RIP計(jì)時(shí)器的作用理解RIP的穩(wěn)定性【實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)】建議4學(xué)時(shí)1、IGMP協(xié)議【實(shí)驗(yàn)環(huán)境配置】采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)說(shuō)明：主機(jī)A、C、D的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是172.16.1.1；主機(jī)E、F的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是172.16.0.1?！緦?shí)驗(yàn)原

2、理】一、IGMP報(bào)文格式IP數(shù)據(jù)報(bào) 首部IGMP報(bào)文k1P數(shù)據(jù)報(bào)IP多播報(bào)文從一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送到一組特定的計(jì)算機(jī)上，叫做多播。例如，實(shí)時(shí)信息的交付（如 新聞、股市行情等），軟件更新，交互會(huì)議等。在因特網(wǎng)上進(jìn)行多播就叫做IP多播。IP 多播具有以下的一些特點(diǎn)：多播使用組地址IANA把D類(lèi)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(jìn)一步對(duì)它進(jìn)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(bào)文來(lái)記錄與該路由器相連網(wǎng)絡(luò)中組成員的變化情況。使用規(guī)則 如下：1）當(dāng)?shù)谝粋€(gè)進(jìn)程加入一個(gè)組時(shí)

3、，主機(jī)就發(fā)送一個(gè)IGMP報(bào)告。如果一個(gè)主機(jī)的多個(gè) 進(jìn)程加入同一組，只發(fā)送一個(gè)IGMP報(bào)告。這個(gè)報(bào)告被發(fā)送到進(jìn)程加入組所在的同一 接口上。2）進(jìn)程離開(kāi)一個(gè)組時(shí)，主機(jī)不發(fā)送IGMP報(bào)告即便是組中的最后一個(gè)進(jìn)程離開(kāi)。主 機(jī)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(xún)中就不再發(fā)送報(bào)告 報(bào)文。3）多播路由器定時(shí)發(fā)送IGMP查詢(xún)了解是否有任何主機(jī)包含有屬于多播組的進(jìn)程。 多播路由器必須向每個(gè)接口發(fā)送一個(gè)IGMP查詢(xún)。因?yàn)槁酚善飨Ｍ鳈C(jī)對(duì)它加入的每個(gè) 多播組均發(fā)回一個(gè)報(bào)告，因此IGMP查詢(xún)報(bào)文中的組地址被設(shè)置為0。4）主機(jī)通過(guò)發(fā)送IGMP報(bào)告來(lái)響應(yīng)一個(gè)IGMP查詢(xún)，對(duì)每個(gè)至少還包含一個(gè)進(jìn)程的

4、組均要發(fā)回IGMP報(bào)告。使用這些查詢(xún)和報(bào)告報(bào)文，多播路由器對(duì)每個(gè)接口保持一個(gè) 表，表中記錄接口上至少還包含一個(gè)主機(jī)的多播組。當(dāng)路由器收到要轉(zhuǎn)發(fā)的多播數(shù)據(jù) 報(bào)時(shí)，它只將該數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到（使用相應(yīng)的多播鏈路層地址）還擁有屬于那個(gè)組主機(jī)的接 口上?！緦?shí)驗(yàn)步驟】練習(xí)一：觀(guān)察IGMP報(bào)文在主機(jī)B的172.16.1.1對(duì)應(yīng)的接口、172.16.0.1對(duì)應(yīng)的接口分別啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器 并設(shè)置過(guò)濾條件（提取IGMP）。在主機(jī)B上啟動(dòng)IGMP協(xié)議：在主機(jī)B的命令行下使用“igmp_config”命令啟動(dòng)IGMP協(xié)議。主機(jī)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(jī)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(guān)察主機(jī)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(xún)”報(bào)文，并填寫(xiě)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(guò)目的MAC地址和目的IP地址，簡(jiǎn)述組播IP地址到MAC地址的映射方式。練習(xí)二：利用IGMP加入一個(gè)多播組在主機(jī)B、D、F上啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器并設(shè)置過(guò)濾條件（提取IGMP）。在主機(jī)A上運(yùn)行“組播工具”（使用224.0.1.88作為多 播地址）。在主機(jī)B、D、F上觀(guān)察協(xié)議分析

6、器上采集到的數(shù)據(jù)。察看主機(jī)B的“路由和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)/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(gè)多播組的過(guò)程。練習(xí)三：多播通信在主機(jī)B、F上啟動(dòng)協(xié)議分析器并設(shè)置過(guò)濾條件（提取IGMP和UDP）。在主機(jī)A、C、E上啟動(dòng)“組播工具”，并加入到同一個(gè)多播組（如：224.0.1.88）。察看主機(jī)B上的“路由和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)/IGMP/顯示組表格”，記錄其中條目。使用主機(jī)A發(fā)送數(shù)據(jù)。觀(guān)察主機(jī)C、E上“組播工具”接收到的數(shù)據(jù)。主機(jī)E退出多播組。察看主機(jī)B上的“路由和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)/IGMP/顯示組表格”。其中是否含有主機(jī)

7、E所加入的組的 相關(guān)條目？為什么？主機(jī)A、C退出多播組。察看主機(jī)B上的“路由和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)/IGMP/顯示組表格”。其中是否含有主機(jī)A、C所加入的 組的相關(guān)條目？為什么？主機(jī)B、F停止捕獲數(shù)據(jù)，觀(guān)察協(xié)議分析器所捕獲的數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)述IGMP在多播通信過(guò)程中所起到的作用，繪制多播組成員和IGMP路由器的報(bào)文交互過(guò)程 （包括 IGMP 和 UDP）。2、RIP協(xié)議【實(shí)驗(yàn)環(huán)境配置】采用如下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)【實(shí)驗(yàn)原理】一、RIP報(bào)文格式-UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)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(bào)文地址族板識(shí)符路由標(biāo)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(fù)發(fā)現(xiàn) 最多25個(gè)二、靜態(tài)路由靜態(tài)路由是一種特殊的路由，由網(wǎng)絡(luò)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(duì)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)中使用。它比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)；可以精確控 制路由選擇，改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的性能；減小路由器的開(kāi)銷(xiāo)，為重要的應(yīng)用保證帶寬。但對(duì)于大規(guī)模 的網(wǎng)絡(luò)而言，如果網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變或網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)生故障，用手工的方法配置及修改路 由表，對(duì)管理員會(huì)形成很大壓力。三、距離矢量算法（。算法）下面對(duì)是對(duì)矢量算法的描述：收到相鄰路由器（其地址為X）的一個(gè)RIP報(bào)文：先修改此RIP報(bào)文中的所有項(xiàng)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(duì)修改后的R

9、IP報(bào)文中的每一個(gè)項(xiàng)目，重復(fù)以下步驟：如果項(xiàng)目中的目的網(wǎng)絡(luò)不在路 由表中將該項(xiàng)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(xiàng)目替換原路由表的項(xiàng)目。否則如果 收到的項(xiàng)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(méi)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(dá)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(dāng)路由器檢測(cè)到鏈路有問(wèn)題時(shí)立即對(duì)問(wèn)題路由進(jìn)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(jī)會(huì)。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(gè)網(wǎng)絡(luò)上傳播路由故障信息，極大地縮短了收斂時(shí)間。不

10、采用觸發(fā)更 新，可能要花費(fèi)更多的時(shí)間才能夠收斂。2、水平分割路由環(huán)路產(chǎn)生的另一個(gè)重要原因是不正確的路由信息通過(guò)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(dǎo)致了錯(cuò)誤路由信息的循環(huán)往復(fù)。水平分割的規(guī)則是， 當(dāng)向某個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送RIP更新信息時(shí)，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。【實(shí)驗(yàn)步驟】練習(xí)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(guān)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(xiàng)組成：目的地址，子網(wǎng)掩碼，下一跳。將主機(jī)A的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)為172.16.0.1。用主機(jī)A依次ping主機(jī)B(192.168.0.2)和主機(jī)C

11、(192.168.0.3)，觀(guān)察現(xiàn)象，記錄結(jié)果。是否PING 通原因主機(jī)A主機(jī)B(192.168.0.2)是雖然主機(jī)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(dá) 192.168.0.0網(wǎng)段的地址都可以從路由器B經(jīng)過(guò)，所 以A可以ping通B的0/0地址主機(jī)A主機(jī)C(192.168.0.3)是雖然主機(jī)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(dá) 192.168.0.0網(wǎng)段的地址都可以從路由器B經(jīng)過(guò)，所 以主機(jī)A想要發(fā)送請(qǐng)求給C,可以通過(guò)路由B進(jìn)行 轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求。從主機(jī) A 依次 ping 主機(jī)

12、 B ( 192.168.0.2)、主機(jī) E ( 192.168.0.1)、主機(jī) E (172.16.1.1),觀(guān)察現(xiàn)象，記錄結(jié)果。是否PING 通原因主機(jī)A主機(jī)B(192.168.0.2)是雖然主機(jī)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(dá) 192.168.0.0網(wǎng)段的地址都可以從路由器B經(jīng)過(guò)，所 以A可以ping通B的0/0地址主機(jī)A-主機(jī)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(jī)A的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給E(192.168.0.1)主機(jī)A-主機(jī)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(jī)A的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給E(192.168.0.1)，192.168.0.1 和172.16.1.1是其兩個(gè)端口地址，A發(fā)送的請(qǐng)求的 目的地址又是172.16.1.1,故可以ping通.在主機(jī)B上，通過(guò)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(jī) 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(jī) A 依次 ping 主機(jī) B (192.168.0.2)、主機(jī) E(192.168.0.1)、主機(jī) E(172

14、.16.1.1)，觀(guān)察現(xiàn)象，記錄結(jié)果。是否PING通原因主機(jī)A主機(jī)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(qǐng)求的 目的地址，在路由B的RIP協(xié)議中已經(jīng)添加。主機(jī)A-主機(jī)E (192.168.0.1)是主機(jī)A訪(fǎng)問(wèn)192.168.0.0網(wǎng)段可以通過(guò)路由B， 因?yàn)锽和E會(huì)交換路由信息，B的路由表信息中 E對(duì)A是可達(dá)的，路由B就直接轉(zhuǎn)發(fā)給E。主機(jī)A-主機(jī)E(172.16.1.1)是前兩步確認(rèn)A可達(dá)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(jī)B和主機(jī)E上刪除手工添加的靜態(tài)路由條目。簡(jiǎn)述靜態(tài)路由的特點(diǎn)以及路由 表在路由期間所起到的

15、作用。靜態(tài)路由相當(dāng)于一條默認(rèn)通路，當(dāng)有主機(jī)訪(fǎng)問(wèn)相應(yīng)的地址時(shí)，優(yōu)先使用靜態(tài)路由所提供 的線(xiàn)路，可以避免發(fā)送請(qǐng)求前還要先對(duì)地址進(jìn)行是否可通的確認(rèn)，這樣既節(jié)省時(shí)間，又減少 了網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)銷(xiāo)練習(xí)二：動(dòng)態(tài)路由協(xié)議RIPv2設(shè)置過(guò)濾條件（提取RIP和UDP）。主機(jī)B和主機(jī)E啟動(dòng)RIP協(xié)議并添加新接口: 添加主機(jī)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(jī)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(jī)B和E的CLI頁(yè)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(fù)制 粘貼|餐衣。Packet Tracer-R. |兇實(shí)驗(yàn)六IGMP協(xié)議和RIP. |闋RuS一四爨罵貿(mào)國(guó)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(fù)制 粘貼I 餐Cisco Packet Tracer-F：l. | 為實(shí)驗(yàn)六 IGMP協(xié)議和RIP.“ |WRouteW使得主機(jī)B和E的RIP版本一致

20、。在主機(jī)B的CLI中輸入“Router#show ip rip database”，觀(guān)察路由表信息。輸入 “Router#debug ip rip”觀(guān)察報(bào)文交互，直到兩臺(tái)主機(jī)的路由表達(dá)到穩(wěn)定態(tài)。記錄 穩(wěn)定態(tài)下主機(jī)B和主機(jī)E的路由表?xiàng)l目。輸入“Router#no debug ip rip”停止調(diào) 試狀態(tài)。在主機(jī)B和E的CLI頁(yè)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(shí)間是20秒，無(wú)效時(shí)間是180

21、秒，拒絕時(shí)間是180秒，清除時(shí)間是240秒。再使用以下命令來(lái)查看RIP協(xié)議信息配置：Router#show ip protocols察看報(bào)文序列，并回答問(wèn)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(duì)“周期公告間隔”有時(shí)間上限和時(shí)間下限？上限和下限的作用是什么？不可以，對(duì)“周期公告間隔”有時(shí)間限制是對(duì)發(fā)送更新報(bào)文時(shí)機(jī)的一種權(quán)衡。上 限是限制更新報(bào)文發(fā)送過(guò)于頻繁，增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；下限是確保路由信息得到及時(shí)更 新。通過(guò)分析器，比較兩個(gè)相鄰?fù)ǜ鎴?bào)文之間的時(shí)間差，是20秒嗎？如果不全是， 為什么？不全是，雖然指定的時(shí)間為20秒，但工作模式是使用在15到25之間的一個(gè)隨機(jī)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(shí)更新而引 起的過(guò)載將“路由過(guò)期前的時(shí)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(jī)E的192.168.0. 1的網(wǎng)絡(luò)連接。在30秒內(nèi)觀(guān)察主機(jī)B的路由條目變化， 并回答問(wèn)題：簡(jiǎn)述“路由過(guò)期計(jì)時(shí)器”的作用是什么？答：作用為管理路由的有效性。如果網(wǎng)絡(luò)