实验四 地址转换协议.docx
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实验四 地址转换协议.docx
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实验四地址转换协议
南昌大学实验报告
学生姓名:
吴长福学号:
8000114105专业班级:
卓越141班
实验类型:
□验证□综合√设计□创新实验日期:
2016.11.02实验成绩:
实验四地址转换协议
【实验目的】
1.掌握ARP协议的报文格式
2.掌握ARP协议的工作原理
3.理解ARP高速缓存的作用
【实验学时】
建议2学时
【实验环境配置】
采用网络结构
【实验原理】
一、使用IP协议的以太网中ARP报文格式
硬件类型(值为1)
协议类型(值为0800H)
硬件长度(值为6)
协议长度(值为4)
操作:
请求1,响应2
发送MAC地址(6字节)
发送IP地址(4字节)
目标端MAC地址(6字节)(并未包含在请求报文中)
目标端IP地址(4字节)
字段说明:
硬件类型:
表示硬件类型,例如:
1表示以太网。
协议类型:
表示要映射的协议类型,例如0x0800表示IP地址。
硬件长度:
指明硬件地址长度,单位是字节,MAC是48位,长度是6个字节。
协议长度:
高层协议地址的长度,对于IP地址,长度是4个字节。
操作字段:
共有二种操作类型,1表示ARP请求,2表示ARP应答。
发送方MAC:
6个字节的发送方MAC地址。
发送方IP:
4个字节的发送方IP地址。
目的MAC:
6个字节的目的MAC地址。
目的IP:
4个字节的目的IP地址。
二、ARP地址解析过程
【实验步骤】
练习一:
领略真实的ARP
1.主机1Aping主机1B,自动捕获数据包。
2.停止数据捕获,主机1A、1B在命令行下运行“arp-a”命令,察看ARP高速缓存表,并回答以下问题:
∙ARP高速缓存表由哪几项组成?
ARP高速缓存表由IP地址,物理地址,地址类型三项组成。
∙结合采集到的ARP报文和ARP高速缓存表中新增加的条目,简述ARP协议的报文交互过程以及ARP高速缓存表的更新过程。
在发送广播的时候,主机寻找目的地址,当找到了并收到回复的时候,便会在ARP表中添加相应的条目,等待下次映射若存在,则按照原有的映射来寻址,若有变动则更新原有的映射。
1.练习一:
1.查看主机A和B的IP地址
2.Aping255.255.255.255:
3.查看arp高速缓存表
练习二:
跨路由地址解析(不同子网)
1.路由器R1,R2运行“cleararp”命令,主机1A、1B,服务器eagleserver在命令行下运行“arp-d”命令,清空ARP高速缓存。
清除R1、R2的ARP:
清除Server的ARP:
2.进入仿真模式,设置过滤条件(提取ARP、ICMP)。
3.主机1Aping服务器eagleserver,自动捕获数据包。
4.停止数据捕获,察看采集到的ARP报文,并回答以下问题:
∙单一ARP请求报文是否能够跨越子网进行地址解析?
为什么?
不能,因为ARP报文的存活空间只限在子网内
∙ARP地址解析在跨越子网的通信中所起到的作用?
解析网关的MAC地址
练习三:
完成文件夹中其他练习,并写实验报告
练习9.4.2:
观察冲突对共享介质环境的影响
练习9.6.2:
从集线器到交换机
任务1:
观察集线器的运行。
步骤1.进入模拟模式。
步骤2.设置事件列表过滤器。
步骤3.从PC1PingPC6。
步骤4.逐步运行模拟。
任务2:
观察交换机的运行。
步骤1.清除模拟。
步骤2.从PC7PingPC12。
步骤3.逐步运行模拟
任务3:
观察交换机的无冲突运行
步骤1.重置模拟。
单击 ResetSimulation(重置模拟)按钮重置模拟。
步骤2.同时在多台PC之间执行ping。
使用 AddSimplePDU(添加简单PDU)(闭合的信封)从PC8添加单一ping到PC11。
单击PC8(源),然后单击PC11(目的)。
在PC9与PC10执行同样的操作。
EventList(事件列表)中将会再显示四个事件:
两个ICMP回应请求和两个ARP请求,用以获取PC11和PC10的MAC地址。
单击Info(信息)列中的彩色框以检查这些事件。
练习9.6.4:
交换机的运行
学习目标
观察交换机如何处理广播
观察交换机如何处理已知单播
观察交换机如何处理未知单播
任务1:
观察交换机如何处理广播和已知单播
添加简单PDU以从PCApingPCB。
任务2:
观察交换机如何处理未知单播
步骤1.清除交换机的MAC地址表。
步骤2.重新发送数据包
因为交换机的arp表被清空了,所以交换机会进行广播发送来获得B的地址!
任务3:
观察其它情况下的交换机行为。
步骤1.通过集线器执行Ping。
集线器把数据包也发给了交换机:
步骤2.试验
此时再ApingB,会发现此时交换机不会再把数据包广播出去,而是直接发送给B,因为此时arp表中存在双方的地址条,可以直接找到。
练习9.8.2:
研究Cisco交换机的MAC表
没有发送任何数据报之前:
arp表是空的
【思考问题】
1.ARP分组的长度是固定的吗?
试加以解释。
是,因为是根据ARP协议的帧结构计算出来的。
2.试解释为什么ARP高速缓存每存入一个项目就要设置10-20分钟的超时计时器。
这个时间设置得太大或太小会出现什么问题?
因为路由上的地址映射是动态的,要时刻保持arp的地址映射是最新的,并且arp高速缓存的大小是有限的。
时间设置的太小会导致,不断更新,不利于解析,太大会导致数据不是最新。
3.至少举出两种不需要发送ARP请求分组的情况。
在源主机的ARP高速缓存中已经有了该目的IP地址的项目;源主机发送的是广播分组;源主机和目的主机使用点对点链路
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