TCP实验报告1.docx

1、TCP实验报告1电子科技大学实验报告学生姓名：田家翼学号：2012019030029 指导教师：张科日期： 2014 年 11 月 8 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

2、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M

3、AC地址（以太网帧中的目的MAC地址）。ARP协议（RFC 826）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

4、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。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

5、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

6、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IP 分组交付的影响。四、实验器材（设备、元器件）1、配置了路由器的主机一台；2、VMare虚拟机；3、Dynagen软件；4、Wireshark软件。五、实验步骤1、确保网络连接中的VMnet1 和VMnet2 均被启用，然后依次启动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p

7、ing 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ping 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.

8、0.0、127.0.0.1、127.0.0.10、127.255.255.255，记录并分析ping 的结果。5、运行Dynagen 中的“Network device list”程序，核对确保 文件中R1 的F0/0 值与“Network device list”中VMnet1 的“NIO_gen_eth”一致，R2 的F0/0值与“Network device list”中VMnet2 的“NIO_gen_eth”一致。然后启动Dynamips Server（直到步骤15 才能关闭Dynamips Server 窗口），接着运行，在Dynagen窗口中提示符“=”后依次输入以下命令启动路由

9、器R1和R2，并进入其CLI：= start R1= start R2= con R1= con R26、分别在R1 的 CLI提示符 “R1”后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 arp R2 show arp 7、在 DynagenDynagenDynagen 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： = capture R1 f0/0 a.cap= capture R2 f0/0 b.cap= capture R2 s1/0 c.cap PPP8、分别在PC1、PC2

10、、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 PC 3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

11、 arp” 查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。11、在PC1上PC4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。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 captur

12、e R1 f0/0= no capture R2 f0/0= no capture R2 s1/0 14、用 Wireshark软件查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

13、 /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窗口；（3）运行所在目录下的“ reset.bat”程序来上传实验数据、还原环境（ 注意：务必按照“ reset.bat”程序运行中的提示信息正确操作 ）。六、实验数据及结果分析1、记录实验中PC1、PC2、PC3和PC4的网络连接。PC1PC2PC3PC4步骤一步骤三IP地址192.168.10.128192.168.11.1192.168.11.2192.168.22.3192.168.22.4子网掩码255.255.255.0255.255.255

14、.0255.255.255.0255.255.255.0255.255.255.0默认网关192.168.11.254192.168.11.254192.168.11.254192.168.22.254192.168.22.254【分析】PC1与PC2、PC3、PC4在第一和第三个步骤中是否在同一子网内？为什么？第一个步骤中PC1与其他三个主机都不在一个子网中，子网地址不一样。第二个步骤中PC1与PC2在同一个子网中，子网地址一样，默认网关也相同。2、记录实验中PC1的ping通信结果。步骤目的主机Ping回应信息能否通信1192.168.11.2Destination host unreac

15、hable否3192.168.11.2 Reply from 192.168.11.2:bytes=32 time=1ms TTL=128能192.168.22.3 Destination host unreachable否192.168.22.4Destination host unreachable否4 0.0.0.0Destination specified is invalid否192.168.11.0Destination specified is invalid否255.255.255.255Ping request could not find host 255.255.255.

16、255否192.168.11.255Request timed out否127.0.0.0 Destination specified is invalid.否127.0.0.1 Reply from 127.0.0.1: bytes=32 time1ms TTL=128能127.0.0.10Reply from 127.0.0.1: bytes=32 time1ms TTL=128能127.255.255.255Request timed out.否9192.168.11.2Reply from 192.168.11.2: bytes=32 time1ms TTL=128能10192.168

17、.22.3Reply from 192.168.22.3: bytes=32 time=145ms TTL=126能11192.168.22.4Reply from 192.168.22.4: bytes=32 time=155ms TTL=126能12192.168.11.11Request timed out.否【分析】PC1在什么情况下能与PC2、PC3和PC4进行通信？在R1,R2路由器配置连同后，PC1通过路由器与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”命令查看当前R1、R2的缓存表I

18、P地址MAC地址InterfaceR1192.168.11.254 cc00.1144.0000FastEthernet0/0R2 192.168.22.254cc01.1144.0000FastEthernet0/0步骤8：使用“arp -a”命令查看清空操作后PC1PC4的ARP缓存表IP地址MAC地址InterfacePC1No ARP Entries FoundPC2No ARP Entries FoundPC3No ARP Entries FoundPC4No ARP Entries Found步骤9：PC1 ping PC2后R1R2,PC1PC4的ARP缓存表IP地址MAC地址I

19、nterfaceR1192.168.11.254 cc00.1144.0000FastEthernet0/0R2192.168.22.254 cc01.1144.0000FastEthernet0/0PC1192.168.11.200-0c-29-b7-dc-99192.168.11.1 - 0x2PC2192.168.11.1 00-0c-29-6a-56-7e192.168.11.2 - 0x2PC3No ARP Entries FoundPC4No ARP Entries Found步骤10：PC1 ping PC3后R1R2,PC1PC4的ARP缓存表IP地址MAC地址Interfac

20、eR1192.168.11.1 000c.296a.567eFastEthernet0/0192.168.11.254 cc00.1144.0000FastEthernet0/0R2192.168.22.3000c.29d5.402eFastEthernet0/0192.168.22.254cc01.1144.0000FastEthernet0/0PC1192.168.11.254 cc-00-11-44-00-00 192.168.11.1 - 0x2PC2No ARP Entries FoundPC3192.168.22.254 cc-01-11-44-00-00192.168.22.3

21、- 0x2PC4No ARP Entries Found步骤11：PC1 ping PC4后R1R2,PC1PC4的ARP缓存表IP地址MAC地址InterfaceR1192.168.11.1 000c.296a.567eFastEthernet0/0192.168.11.254cc00.1144.0000FastEthernet0/0R2192.168.22.4 000c.2907.51a3FastEthernet0/0192.168.22.3000c.29d5.402eFastEthernet0/0 192.168.22.254cc01.1144.0000 FastEthernet0/0P

22、C1192.168.11.254 cc-00-11-44-00-00 192.168.11.1 - 0x2PC2No ARP Entries FoundPC3No ARP Entries FoundPC4192.168.22.254 cc-01-11-44-00-00 192.168.22.4 - 0x2步骤12：PC1 ping 子网内一个不存在的主机后PC1的ARP缓存表IP地址MAC地址InterfacePC1No ARP Entries Found【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？没有，只有网关的MAC地址，若需要跨网，则直接交付

23、给相应路由器即可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？没有，PC2没有向其他主机发送报文，因此未曾请求过网关的MAC3）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？时间等待过长，导致ARP表象到达存活时间被删除4、记录步骤9、步骤10、步骤11、步骤12中捕获的分组信息： 步骤9：PC1 ping PC2子网AARP请求以太帧头源地址000c.296a.567e目的地址ff.ff.ff.ff.ff.ffARP分组发方MAC000c.296a.567e目标MAC00.00.00.00.00.00发方IP192.168

24、.11.1目标IP192.168.11.2ARP响应以太帧头源地址000c.29b7.dc99目的地址000c.296a.567eARP分组发方MAC000c.29b7.dc99目标MAC000c.296a.567e发方IP192.168.11.2目标IP192.168.11.1ICMP回送请求以太帧头源地址000c.296a.567e目的地址000c.29b7.dc99IP分组头源IP192.168.11.1目的IP192.168.11.2ICMP回送应答以太帧头源地址000c.29b7.dc99目的地址000c.296a.567eIP分组头源IP192.168.11.2目的IP192.16

25、8.11.1子网BARP请求以太帧头源地址目的地址ARP分组发方MAC目标MAC发方IP目标IPARP响应以太帧头源地址目的地址ARP分组发方MAC目标MAC发方IP目标IPICMP回送请求以太帧头源地址目的地址IP分组头源IP目的IPICMP回送应答以太帧头源地址目的地址IP分组头源IP目的IP子网CICMP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步骤10 ：PC1 ping PC3子网AARP请求以太帧头源地址000c.296a.567e目的地址ff.ff.ff.ff.ff.ffARP分组发方MAC000c.296a.567e目标

26、MAC00.00.00.00.00.00发方IP192.168.11.1目标IP192.168.11.254ARP响应以太帧头源地址cc00.1144.0000目的地址000c.296a.567eARP分组发方MACcc00.1144.0000 目标MAC000c.296a.567e发方IP192.168.11.254目标IP192.168.11.1 ICMP回送请求以太帧头源地址000c.296a.567e目的地址000c.29d5.402eIP分组头源IP192.168.11.1目的IP192.168.22.3ICMP回送应答以太帧头源地址000c.29d5.402e目的地址000c.29

27、6a.567eIP分组头源IP192.168.22.3目的IP192.168.11.1子网BARP请求以太帧头源地址000c.2907.51a3目的地址ff.ff.ff.ff.ff.ffARP分组发方MAC000c.2907.51a3目标MAC00.00.00.00.00.00发方IP192.168.22.254目标IP192.168.22.3ARP响应以太帧头源地址000c.29d5.402e目的地址000c.2907.51a3ARP分组发方MAC000c.29d5.402e目标MAC000c.2907.51a3发方IP192.168.22.3目标IP192.168.22.254ICMP回送

28、请求以太帧头源地址000c.296a.567e目的地址000c.29d5.402eIP分组头源IP192.168.11.1目的IP192.168.22.3ICMP回送应答以太帧头源地址000c.29d5.402e目的地址000c.296a.567eIP分组头源IP192.168.22.3目的IP192.168.11.1子网CICMP回送请求以太帧头源地址000c.296a.567eIP分组头源IP192.168.11.1ICMP回送应答以太帧头源地址000c.29d5.402eIP分组头源IP192.168.22.3步骤11：PC1 ping PC4子网AARP请求以太帧头源地址000c.296a.567e目的地址ff.ff.ff.ff.ff.ffARP分组发方MAC000c.296a.567e目标MAC00.00.00.00.00.00发方IP192.168.11.1目标IP192.168.11.254ARP响应以太帧头源地址cc00.1144.0000目的地址000c.296a.567eARP分组发方MACcc00.1144.0000目标MAC000c.296a.567e发方IP192.168.11.254目标IP192.168.11.1ICMP