实验一ARP地址协议分析

1、实 验 报 告课程名称 计算机网络 实验名称 实验一 ARP地址解析协议分析 系 别 _计算机学院_ 专 业_软件工程 _ 班级/学号 软工1301班/2013_学生姓名 _ _ _ _ _ 实验日期 _2015年11月6日 _成 绩 _ 指导教师 _ _ _ _ARP地址解析协议分析实验【实验目的】1、掌握ARP协议的作用和格式。2、理解IP地址与MAC地址的对应关系。3、掌握ARP命令。【实验学时】2学时【实验环境】图3-12 实验拓扑图【实验内容】1、学习ARP协议的工作原理。2、掌握ARP协议的作用和使用方法。3、理解IP地址与MAC地址的对应关系。4、学习使用ARP命令。【实验流程】

2、图3-13 实验流程图【实验原理】详见理论教材【实验步骤】步骤一：设定实验环境1、参照实验拓扑连接网络拓扑；2、配置PC机；步骤二：捕获ARP报文并进行分析1、在主机PC1中用命令arp a可以查看ARP缓存表中的ARP记录，用arp d命令删除ARP缓存中的记录，如下图所示。图3-15 查看ARP缓存表2、在PC1中开启协议分析仪进行数据包捕获。3、在PC1中用命令ping 192.168.0.354、捕获ARP报文进行分析。捕获的ARP请求报文如下图所示图 3-16 ARP请求报文捕获的ARP应答报文如下图所示。图 3-17 ARP应答报文在ARP请求报文的数据帧头中，源物理地址为发送请求

3、的主机地址为：00-21-86-1b-76-f2，目的物理地址是广播地址：ff-ff-ff-ff-ff-ff，协议类型为0800，表示上层协议为IP协议。l 在ARP请求报文中，各字段含义与值如下：l 硬件类型：0001，表示硬件类型为以太网。l 协议类型：0800，表示需映射地址为IP地址。l 硬件长度：6，表示硬件地址长度为6字节。l 协议长度：4，表示协议地址长度为4字节。l 操作码：1，表示此ARP报文为ARP请求报文。l 源物理地址：00-21-86-1b-76-f2，为发送ARP请求主机的物理地址。l 源IP地址：192.168.0.33，为发送ARP请求主机的IP地址。l 目标物

4、理地址：00-00-00-00-00-00，为待解析的物理地址。l 目标IP地址：192.168.0.35，为待解析的IP地址。在ARP应答报文中的数据帧头中，源物理地址为发送ARP应答报文的物理地址：00-21-86-1b-7f-64，目的物理地址为发送ARP请求报文的主机的物理地址：00-21-86-1b-76-f2，协议类型为0800，表示上层协议为IP协议。在ARP应答报文中，各字段含义与值如下：l 硬件类型：0001，表示硬件类型为以太网。l 协议类型：0800，表示需映射地址为IP地址。l 硬件长度：6，表示硬件地址长度为6字节。l 协议长度：4，表示协议地址长度为4字节。l 操作

5、码：2，表示此ARP报文为ARP应答报文。l 源物理地址：00-21-86-1b-7f-64，为发送ARP应答报文主机的物理地址。l 源IP地址：192.168.0.35，为发送ARP应答报文主机的IP地址。l 目标物理地址：00-21-86-1b-76-f2，为发送ARP请求的主机的物理地址。l 目标IP地址：192.168.0.33，为发送ARP请求的主机的IP地址。步骤三：编辑发送ARP报文请求报文（同网段）1、 在命令提示符下运行：arp d，清空ARP高速缓存。2、编辑并发送ARP报文，如下图所示。图 3-18 编辑ARP报文l 目的物理地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF，AR

6、P请求为广播报文，目的地址为广播地址；l 源物理地址：00-21-86-1b-76-f2，发送端物理地址；l 类型：0806，上层协议是IP；l 硬件类型：1，以太网；l 协议类型：800；l 硬件类型：0001，表示硬件类型为以太网；l 协议类型：800，表示需映射地址为IP地址；l 硬件长度：6，表示硬件地址长度为6字节；l 协议长度：4，表示协议地址长度为4字节；l 操作码：1，表示此ARP报文为ARP应答报文；l 源物理地址：00-21-86-1b-76-f2，为发送ARP应答报文主机的物理地址；l 源IP地址：192.168.0.33，为发送ARP应答报文主机的IP地址；l 目标物理

7、地址：00-00-00-00-00-00，为发送ARP请求的主机的物理地址；l 目标IP地址：192.168.0.35，为发送ARP请求的主机的IP地址。3、在PC1上开启协议分析软件，进行数据包捕获分析，捕获报文如下图所示。图 3-19 采集ARP报文从上图中可以看到，当编辑ARP请求报文发送给目的端后，目的端会发送操作码为2的ARP应答报文，通告自己的MAC地址和IP地址对应关系。4、在PC1中用命令arp a可以查看到ARP缓存中的PC2的ARP记录，如下图所示。图 3-20 查看ARP缓存步骤四：编辑发送ARP报文请求报文（不同网段）1、在命令提示符下运行：arp d，清空ARP高速缓

8、存。2、在PC1上编辑并发送ARP请求，目标地址为PC3主机的地址，如下图所示。图 3-21 编辑ARP报文在上图中，ARP请求的目的IP地址为不同网段的PC3的IP192.168.2.35。3、在PC1上开启协议分析软件，进行数据包捕获分析，如下图所示。图 3-22 采集ARP报文从上图中可以看到，当主机请求非本网段的IP地址对应的MAC地址时，应答报文中的源物理地址为00-1A-A9-09-AD-61，说明网关代替PC3对主机发送了ARP应答报文。这是因为，ARP请求报文为广播发送，无法扩散到其他网段，网关代替目标主机进行了ARP应答。当主机需要发送数据到其他网段时，需要在目的MAC地址的

9、字段中填入网关MAC地址，先将数据发送给网关，再由网关发送到其他网段。【思考问题】结合实验过程中的实验结果，问答下列问题：1、 观察实验过程中捕获网络上的多个ARP请求帧，观察这些帧的以太网目的地址是否相同，分析其原因。基本相同，因为ARP请求帧大都是以广播的形式发送的，以太网地址为全12、 观察实验过程中捕获网络上的多个ARP应答帧，观察这些帧的以太网目的地址是否相同，分析其原因。大都不同，因为ARP应答帧基本都是回复给发送请求的帧各台机器，各机的以太网地址不同，因此ARP应答帧的以太网目的地址都不同。3、 ARP缓存的作用？ ARP缓存的Key:能够查看本地计算机或另一台计算机的arp高速

10、缓存中的当前内容。此外，使用arp命令，也可以用人工方式输入静态的网卡物理/ip地址对，你可能会使用这种方式为缺省网关和本地服务器等常用主机进行这项作，有助于减少网络上的信息量Key:arp -a或arp -g用于查看高速缓存中的所有项目Key:在命令使用arp-s IP （物理地址）进行绑定，它是手工设置，通信是可以直接访问那台设备。Key:三层二层都有Key:mac地址Key:有，包括目标IP，源IP，目标MAC，源MAC信息Key:20位字节Key:协议是NetBIOS，能路由Key:路由是指为一条信息选择最佳线路传输路径的过程。路由表供路由选择时使用。路由表就像我们平时使用的地图一样，

11、标识着各种路线，路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内 容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。路由协议是实现路由算法的协议，简单地说，它给网络协议做导向。路由协议如：IGRP、EIGRP、OSPF、EGP、BGP、IS-IS及RIP等。Key:静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由 不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，一般用于网络规模大、拓 扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中，静态路 由优先级最高。当动态路由与静态

12、路由发生冲突时，以静态路由为准。动态路由是网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表 的过程。它能实时地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化，路由选择软件就会重新计算路由，并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个 网络，引起各路由器重新启动其路由算法，并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然，各种动态路 由协议 会不同程度地占用网络带宽和CPU资源静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围，因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进 行寻径时，路由器首先查找静态路由，如果

13、查到则根据相应的静态路由转发分组；否则再查找动态路由根据是否在一个自治域内部使用，动态路由协议分为内部网关 协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常 用的有RIP、OSPF；外部网关协议Key:距离矢量路由协议和链路状态路由协议Key:ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 x.x.x.xKey: 255.255.255.255是广播地址，向所有路由发包。Key:0.0.0.0 是无效地址 ping 了后 会显示 destination specified is invalid（无

14、效地址）Key:172.16.255.255是向局域网内发送广播，255.255.255.255是向全网内发送广播Key:使用网络层协议ICMP，ICMP数据包Key:因为一个网络如果没有分层，它是无法管理的，需要有一定的层次结构才能有效的实现网络的通信。Key:OSI它分层结构复杂，难于管理，OSI分7层也不利于网络的通信，多一层网络的消耗和开销就增加。 现实用的是TCP/IP ，TCP/IP分层结构清晰，便于人们有效的分析它每层的信息，它将OSI的上功能三层进行合并，用一个应用层实现其功能.实验过程中遇到的问题：通过当主机请求非本网段的IP地址对应的MAC地址时，编辑ARP报文中的目的物理地址应该填写该网段的