arp实验演示教学Word文件下载.docx

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实验名称

ARP协议及PDU格式分析实验

指导教师

实验类型

验证性

实验学时

2学时

实验时间

一、实验目的和要求

1、学习使用思科模拟器验证相关的网络协议

2、验证ARP协议的工作原理，理解ARP高速缓存的作用

3、理解交换机转发表的作用

4、学会分析分组各字段的含义

二、实验环境（实验设备）

1、思科模拟器

2、交换机两台、主机四台

三、实验原理及内容

1．Arp协议的工作原理

每台主机都设有一个ARP高速缓存，里面有本局域网上各主机和

路由器的IP地址和硬件地址的映射表，这些都是该主机目前知

道的一些地址。

当主机A要向本局域网上的某个主机B发送IP数据报时，先在

其ARP高速缓存中查看是否有主机B的IP地址。

如果有，就在

ARP高速缓存中查出其对应的硬件地址，再把这个硬件地址写入

MAC帧，然后通过局域网把该MAC帧发往此硬件地址。

也有可能

查不到主机B的IP地址的项目。

这可能是主机B才入网，也可

能是主机A刚刚加电，其高速缓存还是空的。

在这种情况下，主

机A就自动运行ARP，然后按以下步骤找到主机B的硬件地址。

实现地址解析的第一步是产生ARP请求帧。

在ARP帧数据部分的

相应字段写入本地主机的物理地址、IP地址、待侦测的目的IP

地址，在目的物理地址字段写入0，并在操作类型字段写入1，

用以表示本数据帧是一个ARP请求数据帧。

该ARP请求帧以本地网络适配器的物理地址作为源地址，以物理

广播地址作为目的地址，通过物理层发送出去。

由于采用了广

播地址，因此网段内所有的主机或设备都能够接收到该数据帧。

除了目的主机外，所有接收到该ARP请求帧的主机和设备都会丢

弃该ARP请求帧，因为目的主机能够识别ARP消息中的IP地址

是否与本机相同。

与目的IP地址匹配的主机构造ARP应答帧。

在ARP应答帧中，

以请求分组中源物理地址、源IP地址作为其目的物理地址、目

的IP地址，并将自身的物理地址、IP地址填入应答帧的源物理

地址、源IP地址字段，并在操作字段中写入2，表示本ARP数

据帧是一个应答数据帧。

该分组通过数据链路层直接发给源主

机。

源主机接收到ARP应答帧后，获得目的主机的物理地址，并将它

实验报告

作为一条新记录加入到ARP高速缓存表。

此外，如果源主机没有

发送ARP请求而收到其他主机的ARP响应数据帧，源主机也会在

本地ARP缓冲区中缓存该主机物理地址和IP地址的对应关系。

2.交换机的工作原理

1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机

端口的映射，并将其写入MAC地址表中。

2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行

比较，以决定由哪个端口进行转发。

3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口

转发。

这一过程称为泛洪（flood）。

4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。

3.实验步骤

（1）打开思科模拟器软件，将时间模式设为simulation，如下

图1所示，并构造如下图2所示网络拓扑，并设置PC1和PC2的

地址分别为192.168.0.1和192.168.0.2，子网掩码均为255.255

255.0

（2）使用查看工具，查看交换机Switch0的mac表以及arp表，

查看pc0和pc1的arp表，对上述查看表格内容进行记录。

（3）在pc0的命令行模式运行ping192.168.0.2命令，查看

PC0产生的两个分组，查看两种分组分别是什么分组，并查看分

组的格式，试解释ARP分组产生的原因，并记录ARP分组及其对

应数据链路层帧的源MAC地址和目的MAC地址。

ARP产生的原因：

将IP地址转换成对应的MAC地址，进行解析。

源MAC地址：

OOOO.OCC6.CEEO

目的MAC地址：

OOOO.OOOO.OOOO

（4）点击软件右侧运行控制栏中的“自动捕获/运行”按钮，直

到pc0的ping192.168.0.2命令运行完成为止。

观察该过程网络

中分组转发情况。

（5）再次点击运行控制栏中的“自动捕获/运行”按钮，重新查

看pc0和pc1的arp表和switch0的mac表，并记录。

（6）再次在pc0的命令行运行，ping192.168.0.2，观察此次ping

命令的运行和第一次运行过程的区别，试解释此时在发送ICMP

分组之前为什么不需要发送arp分组。

查看该ICMP分组的格式，

记录ARP分组及其对应数据链路层帧的源MAC地址和目的MAC

地址。

0050.0F11.3879

0000.0CC6.CEEO

（7）在pc0命令行模式下，使用arp–a命令查看高速缓存，使

用arp–d命令清除pc0的高速缓存，同样的方法清除pc1的高速

缓存，特权模式下使用clearmac-address-table命令清除switch0

的mac表。

四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）

五、指导教师评语

成绩

批阅人

日期