实验四：ARP分析及路由协议分析解析

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计算机科学与技术学院计算机网络实验报告

年级2013 学号2013434151 姓名汪凡成绩

专业计算机科学与技术实验地点C1-422 指导教师常卓

实验项目实验3.3：ARP分析实验3.5：路由协议分析实验日期2016/5/6

实验3.3：ARP分析

一、实验目的

1.掌握基本的ARP命令。

2.熟悉ARP报文格式和数据封装方式。

3.理解ARP的工作原理。

二、实验原理

(1)ARP简介

1.什么是ARP

ARP，即地址解析协议。TCP/IP网络使用ARP实现IP地址到MAC地址的动态解析。网络层使用逻辑地址（IP地址）作为互联网的编址方案，但实际的物理网络（以太网）采用硬件地址（MAC地址）来唯一识别设备。因此在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址（MAC地址)。

①ARP工作原理

每个主机和路由器的内存中都设有一个ARP高速缓存，用于存放其他设备的IP地址到物理地址的映射表。当主机欲向本局域网上其他主机发送IP包时，先在本地ARP缓存中查看是否有对方的MAC地址信息。如果没有，则ARP会在网络中广播一个ARP请求，拥有该目标IP地址的设备将自动发回一个ARP回应，对应的MAC地址将记录到主机的ARP缓存中。考虑到一个网络可能经常有设备动态加入或者撤出，并且更换设备的网卡或IP地址也都会引起主机地址映射发生变化，因此，ARP缓存定时器将会删除在指定时间段内未使用的ARP条目，具体时间因设备而异。例如，有些Windows操作系统存储ARP缓存条目的时间为2mim但如果该条目在这段时间内被再次使用，其ARP定时器将延长至lOmin。ARP缓存可以提高工作效率。如果没有缓存，每当有数据帧进入网络时，ARP都必须不断请求地址转换，这样会延长通信

第3章网络层协议实验螭◄◄

时间，甚至造成网络拥塞。反之，保存时间过长也可能导致离开网络或者更改第3层地址的设备出错。

ARP可解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。

三、实验要求

本实验对应的练习文件为“3-3 ARP协议分析.pka”，具体的网络拓扑和地址分配如下。

1 •网络拓扑图（图3-11)

图3-l l ARP实验的网络拓扑

•IP地址配置（表3-6)

四、实验步骤、结果（程序+注释+截图）及分析

1、任务一：在Packet Tracer中熟悉arp命令

提示：在Packet Tracer中，arp命令只支持两个参数a和d。arp：不带

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参数，显示可用的选项。

步骤1：访问主机的命令提示符窗口

步骤2：观察ARP缓存中条目的动态增减

进入Simulation模式。设置Event List Filters只显示ICMP事件。

2、任务二：使用Packet Tracer观察ARP的工作原理

步骤1：捕获并观察ARP数据包的转发

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步骤2：研究ARP报文格式和封装方式

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步骤3：研究不同广播域内主机间互访时的ARP执行过程

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五、实验遇到的困难及解决

遇到的困难：操作不熟练，虽然可以完成实验，但原理理解不透彻。

解决：老师提供给实验指导书，与同学一起讨论，重新回顾教材上的理论知识。

六、实验心得总结

通过实验掌握了基本的ARP命令并不断地熟悉ARP报文格式和数据封装方式以及理解了ARP的工作原理。

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计算机科学与技术学院计算机网络实验报告

年级2013 学号2013434151 姓名汪凡成绩

专业计科实验地点c1-422 指导教师常卓

实验项目实验 3.5：路由协议分析实验日期2016/5/6

一、实验目的

1）理解网络路由，学习静态路由配置能力。

2）理解RIP动态路由协议的工作原理。

3）理解OSPF动态路由协议的工作原理。

二、实验原理

1.什么是路由协议

路由协议主要运行于路由器上，用于动态获得IP数据报的转发路径，即建立路由表。Internet将路由协议分为两大类：内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP)和夕卜部网关协议（External Gateway Protocol，EGP)。IGP是

在一个自治系统内部使用的路由选择协议，主要包括RIP和OSPF协议。EGP 用于将路由选择信息传递到另一个自治系统，目前使用最多的是BGP-4。

2.静态路由

静态路由是指管理员人工配置路由表，它只适用于简单的网络环境。要求管理员了解整个网络的拓扑信息和链路信息，并且当网络拓扑结构和链路状态发生变化时，所有路由器的路由表都需要人工进行调整修改。默认路由也是一种特殊的静态路由，是指当路由表中找不到匹配的出口表项时，路由器采取的路由选择。默认路由可减少路由表所占用的空间和搜索路由表所用的时间。

3.RIP

RIP (Routing Information Protocol)是最先得到广泛使用的内部网关协