电子科技大学TCPIP实验报告1模板

1、电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师： 苏俭日期： 2013 年 11 月 3 日实验项目名称：IP分组交付和ARP协议报告评分：教师签字：一、 实验原理IP子网中使用一个32比特的掩码来标识一个IP地址的网络/子网部分和主机部分。将IP地址和掩码进行“位与”运算后可以得到该IP地址所在IP子网的子网地址，结合掩码中0比特个数可以确定该IP子网的IP地址空间范围。根据IP地址所在IP子网的子网地址及其掩码，可以判断这些IP地址是否属于同一个IP子网。IP地址空间中定义了一些特殊地址：网络/子网地址：标识一个IP网络或子网。直接广播地址：表示该分组应由特定网络上的所有主机接收和处理 受限

2、广播地址：表示该分组应由源所在网络或子网上的所有主机接收和处理。本网络上本主机地址：表示主机自己。环回地址：用来测试机器的协议软件。IP分组被交付到最终目的地有两种不同的交付方式：直接交付和间接交付。交付时首先通过路由选择技术确定交付方式：如果IP分组的目的与交付者在同一个IP网络上，就直接交付该分组至目的站点；如果IP分组的目的与交付者不在同一个IP网络上，就间接交付该分组至下一个路由器（即下一跳站点）。在以太网上，IP分组是封装在以太帧中发送的，因此发送时除了要有接收站的IP地址（IP分组中的目的IP地址）外，还需要接收站的MAC地址（以太网帧中的目的MAC地址）。ARP协议（RFC 82

3、6）实现了IP地址（逻辑地址）到MAC地址（物理地址）的动态映射，并将所获得的映射存放在ARP高速缓存表中。不同的交付方法将导致不同的ARP解析操作，获取不同的目的物理地址。直接交付时，交付者直接将IP分组交付给该分组的目的站点，因此交付者使用ARP协议找出IP分组中目的IP地址对应的物理地址。间接交付时，交付者需要将IP分组交付给下一跳站点，而不是该IP分组的目的端，因此交付者使用ARP协议找出下一跳站点IP地址对应的物理地址。IP网络是一个逻辑网络，一个物理网络可以被逻辑划分成若干个IP网络。两个IP网络之间的通信必须经由路由器中继，未经路由器互连的两个IP网络即使在同一物理网中也不能通信

4、。主机的默认网关地址就是连接该主机所在IP网络的路由器接口的IP地址。二、实验目的1、掌握IP子网划分技术、IP地址分配原则，以及特殊IP地址的特征和作用2、理解掌握直接交付与间接交付IP分组过程中的路由选择、ARP解析和以太网封装技术3、分析子网划分对IP分组交付的影响三、实验内容实验拓扑中VMware虚拟机PC1、PC2、PC3和PC4分别位于由提供集线器功能的虚拟网卡VMnet1和VMnet2模拟实现的两个以太网Ethernet1和Ethernet2中，这两个以太网对应的IP子网A和子网B分别连在Dynamips软件模拟实现的路由器R1和R2的F0/0接口上。R1和R2之间通过PPP链路

5、互联。R1、R2、PC2、PC3和PC4的网络连接均已配置。实验者首先在PC1上配置其网络连接，并配合通信测试命令（ping）来检验特殊IP地址的用途以及IP子网设置对同一物理网内计算机间通信的影响，从而理解并掌握子网地址、子网广播地址和主机地址的概念、特征与用途。然后在PC1上使用ping命令分别进行IP子网内通信和IP子网间通信，通过ARP缓存表操作命令、Dynamips软件的分组捕获功能以及Wireshark软件的捕获分组查看功能，分析IP分组的直接交付、间接交付操作和路由器的作用，掌握ARP协议的工作原理，以及IP分组投递过程中源/目的IP地址与源/目的MAC地址的特征，理解IP子网对

6、IP分组交付的影响。四、实验器材（设备、元器件）电脑，VMN五、实验步骤1、依次启动VMware Workstation中TCPIP组内的虚拟机PC1、PC2、PC3和PC4，使用ipconfig命令查看并记录这4台PC的网络连接信息，在PC1上ping PC2的IP地址，记录并分析ping的结果。2、设置PC1的子网掩码为255.255.255.0，然后将其IP地址分别设为192.168.11.0、192.168.11.255，记录并分析设置结果。3、根据实验拓扑中的各子网信息以及步骤1中记录的PC2、PC3、PC4的网络连接信息，配置PC1的IP地址、子网掩码和默认网关，使得PC1能够pi

7、ng通PC2，并在PC1上分别ping PC3和PC4的IP地址，记录并分析ping的结果。4、在PC1上分别ping以下8个IP地址：0.0.0.0、255.255.255.255、192.168.11.0、192.168.11.255、127.0.0.0、127.0.0.1、127.0.0.10、127.255.255.255，记录并分析ping的结果。5、启动Dynamips Server，然后运行，在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次输入以下命令启动路由器R1和R2，并进入其CLI：=> start R1=> start R2=> con R1=>

8、con R26、分别在R1的CLI提示符“R1>”后以及R2的CLI提示符“R2>”后输入“show arp”命令查看并记录两台路由器当前的ARP缓存表，例：R1> show arpR2> show arp7、在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次输入以下命令捕获子网A、子网B和子网C中的分组：=> captureR1f0/0 a.cap=> captureR2 f0/0 b.cap=> captureR2s1/0 c.cap PPP8、分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -d *”清空四台PC上的ARP缓存表，然后使用命

9、令“arp -a”查看并记录清空操作后的ARP缓存表。9、在PC1上ping PC2的IP地址，记录ping回应信息。ping结束后分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -a”、在R1和R2的CLI上使用命令“show arp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。10、在PC1上ping PC3的IP地址，记录ping回应信息。ping结束后分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -a”、在R1和R2的CLI上使用命令“show arp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。11、在PC1上ping PC4的IP地址，记录ping回应信息。p

10、ing结束后分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -a”、在R1和R2的CLI上使用命令“show arp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。12、在PC1上ping子网A内一台不存在主机的IP地址，记录ping回应信息。ping结束后在PC1上使用命令“arp -a”查看并记录其的ARP缓存表。13、在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次输入以下命令停止捕获子网A、子网B和子网C中的分组：=> no captureR1f0/0=> no captureR2 f0/0=> no captureR2s1/014、用Wireshark软件查

11、看并分析捕获的分组文件（a.cap、b.cap和c.cap）中的ARP和ICMP分组，查看过滤条件为“arp | icmp”（在Wireshark主窗口界面“过滤工具栏”的“Filter：”域中输入）。15、实验结束后，按照以下步骤关闭实验软件、上传实验数据、还原实验环境：（1）关闭R1、R2的CLI窗口，在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次输入以下命令关闭Dynagen窗口，然后再关闭Dynamips Server窗口：=> stop /all=> exit（2）将PC1的网络连接设置为“自动获得IP地址”，然后依次关闭PC1、PC2、PC3和PC4，关闭VMware

12、3）运行所在目录下的“reset.bat”文件。六、实验数据及结果分析PC1PC2PC2PC3PC3PC4PC4步骤 1步骤 3IP 地址子网掩码默认网关1、记录实验中PC1、PC2、PC3和PC4的网络连接【分析】PC1 在步骤 1 和步骤 3 中是否与 PC2、PC3、PC4 在一个 IP 子网中？为什么？2、记录实验中 PC1 的 ping 通信结果。说明：因 Dynamips 软件模拟问题，在步骤 10 和步骤 11 中 R2 不会转发 PC1发给 PC3 和 PC4 的第 1 个 ping 测试请求报文，故实验中请忽略该报文。步骤目的主机PING 回应信息能否通信1PC23PC2PC

13、3PC4444440.0.0.0255.255.255.255192.168.11.0192.168.11.255127.0.0.0127.0.0.1127.0.0.10127.255.255.2559PC210PC311PC412本子网内不存在的主机【分析】PC1 在什么情况下能与 PC2、PC3、PC4 通信？3、记录实验中 PC1、PC2、PC3、PC4、R1 和 R2 的 ARP 缓存表项：步骤 6：使用“show arp”命令查看 R1 和 R2 当前的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2步骤 8：使用“arp a”命令查看清空操作后 PC1PC4 的 A

14、RP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfacePC1PC2PC3PC4步骤 9：PC1 ping PC2 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2PC1PC2PC3PC4步骤 10：PC1 ping PC3 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2PC1PC2PC3PC4步骤 11：PC1 ping PC4 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2PC1PC2PC3PC4步骤 12：PC1 ping 本子网内一

15、台不存在的主机后，PC1 的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfacePC1说明：如果某个步骤中某设备的 ARP 缓存表为空，则填写“无”。如果某个步骤中某设备有多条 ARP 缓存表项，则要填写每一条表项。【分析】1）每台 PC 的 ARP 缓存表中能否有其它 IP 子网中 PC 的地址映射？为什么？2）在实验中 PC2 的 ARP 缓存表中能否会有其默认网关 192.168.11.254 的地址映射？为什么？3）如果步骤 11 中出现了某条 ARP 表项消失的情况，原因可能是什么？4、记录步骤 9、步骤 10、步骤 11、步骤 12 中捕获的分组信息：说明：MAC 和 IP 地

16、址可用对应的设备标识填写（如“R1 f0/0”、“PC1”），如果无对应的设备标识，则填写 16 进制 MAC 地址或点分十进制 IP 地址；如果某个步骤中某子网内没有捕获到相应类型的分组，则填写“无”。步骤 ：PC1 ping子网 AARP 请求以太帧头源地址目的 MACARP 分组发方 MAC目标 MAC发方 IP目标 IPARP 响应以太帧头源 MAC目的 MACARP 分组发方 MAC目标 MAC发方 IP目标 IPICMP 回送请求以太帧头源 MAC目的 MACIP 分组头源 IP目的 IPICMP 回送应答以太帧头源 MAC目的 MACIP 分组头源 IP目的 IP子网 BICMP

17、 回送请求PPP 帧头地址IP 分组头源 IP目的 IPICMP 回送应答PPP 帧头地址IP 分组头源 IP目的 IP子网 CARP 请求以太帧头源地址目的 MACARP 分组发方 MAC目标 MAC发方 IP目标 IPARP 响应以太帧头源 MAC目的 MACARP 分组发方 MAC目标 MAC发方 IP目标 IPICMP 回送请求以太帧头源 MAC目的 MACIP 分组头源 IP目的 IPICMP 回送应答以太帧头源 MAC目的 MACIP 分组头源 IP目的 IP【分析】1）4 个步骤中是否在子网 A、B 和 C 中都有 ARP 分组？为什么？2）4 个步骤中 PC1 是否每次都发出了封装着 ICMP 报文的 IP 分组？为什么？3）4 个步骤中 PC1 是否每次都收到了封装着 ICMP 报文的 IP 分组？为什么？4）如果 PC1、PC2 和路由器 R1 之间采用以太网交换机连接，那么在步骤 9 中R1 能否捕获到 PC1 ping PC2 时产生的 ARP 请求分组、ARP 响应分组以及ICMP 回送请求报文和 ICMP 回送应答报文？为什么？5）步骤 10 中路由器 R1 和