计算机网络协议分析协议分析三网际协议IP哈理工版本

1、成绩:实验报告课程名称：计算机网络协议分析实验项目：网际协议IP（C端）姓 名: 专 业: 班 级: 学 号:计算机科学与技术学院实验教学中心年 月曰实验项目名称：网际协议IP （ 2学时）一、实验目的1. 掌握IP数据报的报文格式2. 掌握IP校验和计算方法3. 掌握子网掩码和路由转发4. 理解特殊IP地址的含义5. 理解IP分片过程二、实验内容一、IP报文格式IP 数据报是由IP首部加数据组成的。IP首部的最大长度不超过60字节IP数据报文格式如下图所示：4位版本4位首部长度8位服务类型16位总长度（字节数）16位标识3位标志 13位片偏移8位生存时间8位协议类型16位首部检验和32位源I

2、P地址32位目的IP地址选项（如果有）数据IP分片链路层具有最大传输单元（MTU这个特性，它限制了数据帧的最大长度。 不同的网络类型都有一个上限值。以太网通常是 1500字节。 如果 IP 层有数 据包要传输，而数据包的长度超过了 MTU那么IP层就要对数据包进行分片操 作。使每一片长度都小于 MTU。 IP 首部中“ 16位标识”、“3位标志”和“ 13 位片偏移”包含了分片和重组所需的信息。另外，当数据被分片后，每个片的 “16 位总长度” 值要改为该片的长度值。三、IP 路由表 大部分网络层设备都存储着一张记录路由信息的表格，称为路由表。 它由许多条项目组成。网络层设备收到数据报后，根据

3、其目的 IP 地址查找路由表 确定数据报传输的最佳路径 （ 下一跳 ） 。然后利用网络层的协议重新封装数据 报，利用下层提供的服务把数据报转发出去。 路由表的项目一般含有五个基 本字段：目的地址、网络掩码、下一跳地址、接口、度量。路由表按如下顺序 匹配： 直接交付 -> 特定主机交付 ->特定网络交付 -> 默认交付四、路由选择过程路由选择模块从 IP 处理模块接收到 IP 分组后，使用该分组的目的 IP 地 址同路由表中的每一个项目按特定的顺序（按照前面介绍的“路由表匹配顺 序”）查找匹配项，当找到第一个匹配项后就不再继续寻找了，这样就完成了 路由选择过程。匹配路由表项的方

4、法是将 IP 地址与路由表中的一个项目的“子网掩码” 进行按位“与”操作，然后判断运算结果是否等于该项目的“目的地址” ，如 果等于，则匹配成功，否则，匹配失败。三、实验步骤主机B启动静态路由服务（方法：在命令行方式下，输入 “ staticroute_co nfig”）。按照拓扑结构图连接网络，使用拓扑验证检查连接的正确性。练习一：编辑并发送IP数据报1. 主机A启动仿真编辑器，编辑一个IP数据报，其中： MAC层：目的MAC地址：主机B的MAC地址（对应于接口的 MAC 源MAC地址：主机A的MAC地址。协议类型或数据长度：0800。IP层：总长度：IP层长度。生存时间:128。源IP地址

5、:主机A的IP地址（）。目的IP地址:主机E的IP地址（）。校验和：在其他所有字段填充完毕后计算并填充。2. 在主机B （两块网卡分别打开两个捕获窗口）、E上启动协议分析器，设置过滤条件（提取 IP 协议），开始捕获数据。3. 主机A发送第1步中编辑好的报文。4. 主机 B、 E 停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机 A 所发送的数据报，并回答以下问题：第1步中主机A所编辑的报文，经过主机 B到达主机E后，报文数据是否发生 变化？若发生变化，记录变化的字段，并简述发生变化的原因。5将第2步中主机A所编辑的报文的“生存时间”设置为1。重新计算校验和。6. 主机B E重新开始捕获数据。7. 主机

6、A发送第5步中编辑好的报文。8. 主机B E停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机 A所发送的数据报。练习二：特殊的 IP 地址1 .直接广播地址。主机A编辑IP数据报1,其中：目的 MAC地址：FFFFFF-FFFFFF源MAC地址：A的MAC地址。源IP地址：A的IP地址。目的 IP 地址：。校验和：在其他字段填充完毕后,计算并填充。主机A再编辑IP数据报2,其中：目的MAC地址：主机B的MAC地址（对应于接口的 MAC。源MAC地址：A的MAC地址。源IP地址：A的IP地址。目的 IP 地址：。校验和：在其他字段填充完毕后,计算并填充。2. 主机B、C D E、F启动协议分析器并设置过滤

7、条件（提取 IP协议，捕获接收和发送的所有 IP 数据包,设置地址过滤条件如下： ）。主机B、C、D E、F开始捕获数据。主机A发送这两个数据报。主机B、C、D E、F停止捕获数据。3. 受限广播地址。主机A编辑一个IP数据报，其中：“目的MAC地址”设置为 FFFFFF-FFFFFF“目的 IP 地址”设置为。主机B、C、D E、F重新启动协议分析器并设置过滤条件（提取 IP协议，） 主机B、C、D E、F重新开始捕获数据。主机A发送这个数据报。主机B、C、D E、F停止捕获数据。4. 环回地址。 主机F重新启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提 取IP协议）。主机E pi ng。主机

8、F停止捕获数据。练习三：IP数据报分片1. 在主机B上使用“ MTU工具” 设置以太网端口的 MTU为800字节（两个端 口都设置）。2. 主机A B、E启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条 件（提取ICMP协议）。oaoioooo?0090010= ODIOO2D10000030- LJODUD4D ： 彰 H 2=|gth = 5 阳J_5 Pl5百累npn讪口£心沁Tit»e to 11-*C = 1LS1preol 匸 1 ICHP" Tr*<frc«iL數窺K既世:p匹泊I工盛电，：TsW3. 在主机A上，执行命令ping

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10、 A E重新开始捕获数据。6. 在主机A上，执行命令ping -l 2000。7. 主机A E停止捕获数据。察看主机 A E捕获到的数据，比较两者的差异， 体会两次分片过程。8. 主机B上使用“开始程序网络协议仿真教学系统通用版工具MTU工具” 恢复以太网端口的 MTU为1500字节。四、实验结果练习一：编辑并发送IP数据报1.【说明】先使用仿真编辑器的“手动计算”校验和，再使用仿真编辑器的“自 动计算”校验和，将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。在计算校验和时包括哪些内容？3.主机B E是否能捕获到主机A所发送的报文？简述产生这种现象的原因答：IP报文中的首部报文数据发生变化。发

11、生变化的字段有：“生存时间”和“首部校验和”。 原因：主机B为路由器，数据包每经过一路由器“生存时间” 字段的值会减1, 并重新计算校验和。主机B对应于的接口可以捕获到主机 A所发送的报文；主机B对应于的接 口和主机E不能捕获到主机A所发送的报文；原因：当“生存时间”字段的值 减至为0时，路由器将该报文丢弃不进行转发。练习二：特殊的IP地址1.记录实验结果：主机号收到IP数 据报1主机B的接口 1 ()、主机C、主机D收到IP数 据报2主机B的接口 2 ()、主机E、F;主机B的接口 1 ()、主机C 主 机D (以上二主机因为与主机 A冋在一个交换模块上)结合实验结果，简述受限广播地址的作用

12、。答：路由器使用这种地址把一个分组发送到一个特定网络上的所有主机。所有的主机都会收到具有这种类型目的地址的分组。2.记录实验结果：主机号收到主机A发送的IP 数据报主机B的接口 1 ()、主机C主机D未收到主机A发送的 IP数据报主机B的接口 2 ()、主机E、主机F结合实验结果，简述受限广播地址的作用答：这个地址用于定义在当前网络上的广播地址。 一个主机若想把报文发 送给所有其他主机，就可使用这样的地址作为分组中的目的地址。但路由器把 具有这种类型地址的分组阻挡住，使这样的广播只局限在本地网络。3.环回地址 主机F是否收到主机E发送的目的地址为的IP数据报？为什么？答：主机F没有收到主机E发

13、送的报文，因为使用回环地址时，分组永远不离开这个机器；这个分组就简单地返回到协议软件叭矗徴tfiW*取檢世彌MH【茫件口，J刃*D flEc<? 妞世理 Wfti® :二書丄id咕吐雪应fl X日前諭址litfr时斥?+lu- *j匚匚Sg7«LC-li£AlF L"L6UL制FTFTTF-FFrFTrHU .255nrDp：£DJl:22r22-3C-*M79ic iiimrL72a$,<0i69FITE FFrm>172il6«0.iSSi讣PMT.LD30*>3009创MM劭駅/UF110507：lC-L

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