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计算机网络实验报告专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 实验一 以太网帧的构成【实验目的】 1. 掌握以太网的报文格式2. 掌握MAC地址的作用3. 掌握MAC广播地址的作用4. 掌握LLC帧报文格式5. 掌握协议编辑器和协议分析器的使用方法6. 掌握协议栈发送和接收以太网数据帧的过程【实验环境配置】拓扑结构1说明：IP地址分配规则为主机使用原有IP,保证所有主机在同一网段内练习一：领略真实的MAC帧各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组现仅以主机A、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作1. 主机B启动协议分析器，新建捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ICMP协议）。

2.  主机A ping 主机B，察看主机B协议分析器捕获的数据包，分析MAC帧格式3.  将主机B的过滤器恢复为默认状态练习二：理解MAC地址的作用 本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验1.  主机B、D、E、F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（源MAC地址为主机A的MAC地址）2.  主机A ping 主机C3.  主机B、D、E、F上停止捕获数据，在捕获的数据中查找主机A所发送的ICMP数据帧，并分析该帧内容    ●  记录实验结果2. 表1-3实验结果本机MAC地址源MAC地址目的MAC地址是否收到，为什么主机B8C89A5-7570BA8C89A5-756EE08C89A5-7570BE收到，和A在同一网段主机D001018-1A51828C89A5-756EE08C89A5-7570BE收到，和C在同一网段主机E8C89A5-7570B6没收到主机F8C89A5-7570A9没收到练习三：编辑并发送MAC广播帧 本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验1.  主机E启动协议编辑器2.  主机E编辑一个MAC帧：    目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF    源MAC地址：主机E的MAC地址    协议类型或数据长度：大于0x0600    数据字段：编辑长度在46—1500字节之间的数据3.  主机A、B、C、D、F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（源MAC地址为主机E的MAC地址）。

4.  主机E发送已编辑好的数据帧5.  主机A、B、C、D、F停止捕获数据，察看捕获到的数据中是否含有主机E所发送的数据帧    ●  结合练习三的实验结果，简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用思考问题 练习1： 1. 为什么有的主机会收到ICMP数据包而有的主机收不到ICMP数据包？因为Ping命令是检查本机和目的主机的网络是否联通，ping命令是一种一对一的通信，采用的是ICMP协议，只有目的主机才能捕获数据包2. 根据实验理解集线器（共享设备）和交换机（交换设备）的区别？根据实验二可知，A ping C时，B、C和D都可以收到数据，而E、F是无法收到数据包的，因为A、B以及C、D是通过共享设备连接的，当A ping C时，数据包会发送给连接在与A、C连接的共享设备的其它目的主机，因为B、D的目的MAC地址与数据包的目的MAC地址不匹配所以B、D没有采取任何行动E、F通过交换设备和AB、CD相连，A向C发送的数据包在通过交换设备时，会把数据包转发给C的局域网所连接的端口，而不是对所有端口进行转发所以集线器和交换机的区别就是：集线器会把收到的数据包向所有已连接的端口转发，而交换机只会向目的主机所连接的端口进行转发。

3. 说明共享设备的不安全性如果两台计算机A、C需要传输机密数据，那么同时B、D都收到了，这是A所不希望发生的；如果A要攻击C，那么主机B和D可能也会受到影响练习2：1. 主机A、B、C、D、F是否可以收到主机E的广播帧？首先，E、F是通过共享设备连接，所以E发送的广播帧F肯定可以收到，因为E发送的广播帧的目的MAC地址是代表全网主机的MAC地址，所以当广播帧到达交换机之后，交换机识别这是一个广播帧，因此会向所有已激活的端口转发该帧2. 说明MAC广播帧的范围？由实验可知，MAC广播帧的范围是全网上的所有计算机实验二 地址解析协议ARP【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4. 掌握ARP请求和应答的实现方法5. 掌握ARP缓存表的维护过程【实验环境】拓扑结构2本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验练习一 ：领略真实的ARP（同一子网）1.  主机A、B、C、D、E、F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ARP、ICMP）2.  主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存。

3.  主机A ping 主机D（）4.  主机E ping 主机F（）5.  主机A、B、C、D、E、F停止捕获数据，并立即在命令行下运行“arp -a”命令察看ARP高速缓存    ●  ARP高速缓存表由哪几项组成？答：主要由：IP地址、MAC地址    ●  结合协议分析器上采集到的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答：假设网络中的主机A要和主机B交换数据，首先主机A要得到主机B的IP地址和MAC地址的映射关系，工作过程如下：①ARP模块接收来自上层的协议（IP）的数据报后，提取其目的的IP地址②主机A检查自己的高速缓存中的ARP表，判断ARP表中是否存有主机B的IP地址与MAC地址的映射关系如果找到，则完成ARP地址解析；如果没有找到，则转至③③主机A广播含有自身IP地址与MAC地址映射关系的请求信息包，请求解析主机B的IP的地址与MAC地址映射关系④主机A等待接收ARP应答⑤如果主机A没有收到ARP应答，则停止发送数据报； 如果收到ARP应答，执行○6○6主机A收到主机B的响应信息，使用应答中的物理地址（MAC）作为数据报的mac地址，并将主机B的IP地址与MAC地址的映射关系存入自己的ARP表中，从而完成主机B的ARP地址解析。

练习二 编辑并发送ARP报文（同一子网）本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验1.  在主机E上启动协议编辑器，并编辑一个ARP请求报文其中：    MAC层：        目的MAC地址：设置为FFFFFF-FFFFFF        源MAC地址：设置为主机E的MAC地址        协议类型或数据长度：0806    ARP层：        发送端硬件地址：设置为主机E的MAC地址        发送端逻辑地址：设置为主机E的IP地址（）        目的端硬件地址：设置为000000-000000        目的端逻辑地址：设置为主机F的IP地址（）2.  主机B、F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ARP协议）3.  主机B、E、F在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存主机E发送已编辑好的ARP报文4.  主机B、F停止捕获数据，分析捕获到的数据，进一步体会ARP报文交互过程思考题1. 哪些主机收到了ARP请求包，哪个主机给出了ARP响应包？答：主机A、B、C、D、F都收到ARP请求包，主机F给出了ARP响应包。

2.  主机A、C、D是否收到ARP请求包，为什么？答：收到了ARP请求包，因为B、E、F处在同一网段，所以当B收到ARP请求报文后会向所有接口（除了收到ARP的接口）转发该ARP请求报文练习三：跨路由地址解析（不同子网）本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验1.  主机B在命令行方式下输入staticroute_config命令，开启静态路由服务2.  主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存3.  主机A、B、C、D、E、F重新启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP、ICMP）4.  主机A ping 主机E（）5.  主机A、B、C、D、E、F停止数据捕获，察看协议分析器中采集到的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？ 答：不能，因为ARP请求报文是以广播的形式发出的，而广播的范围只能是本局域网， 如果目的主机不在同一个局域网，那么就无法收到该报文    ●  ARP地址解析在跨越子网的通信中所起到的作用？答：作用是解析网关的MAC地址，ARP本身无法跨跃不同网段。

当数据要发往外部网络时，通常是首先使用ARP请求网关路由器的MAC地址，之后将数据发往网关路由器， 由网关路由器进行转发6.  主机B在命令行方式下输入recover_config命令，停止静态路由服务思考题1． 哪些主机收到了ARP请求包，哪台主机给出了ARP响应包？答：主机B、C、D、E、F都收到了ARP请求，主机E给出了ARP响应包2. 比较ARP协议在同网段内解析和跨网段的解析有何异同点？ 答：相同点：都是广播发送ARP请求报文不同点：主要在于网关的作用发挥如果 ARP请求是跨网段时由路由器来回答该请求3.  ARP数据包的长度是固定的吗？试加以解释 答：不是ARP报文格式对任何协议和硬件地址都是充分通用的，对于不同的网络，ARP 分组的长度可能不同ARP分组中含有HTYPE（硬件类型）字段，用来定义运行ARP 的网络类型（例如以太网是类型1），ARP分组中包含HLEN（硬件长度）字段，用来 定义以字节为单位的物理地址长度（例如以太网为6）ARP分组中包含SHA（发送端 硬件地址）和THA（目标硬件地址）用来定义物理地址，这两个字段都是可变长度字 段4.  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？答：超时计时器用来维护ARP高速缓存的有效性，在一段时间内如果表中的某一项没有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询速度，另外如果缓存表中的一台主机暂时离线，那么就没有必要在保留它的映射，因为此时这台主机是不能联通的时间设置得太大就会导致ARP缓存表的长度过长或者过旧，IP地址与MAC地址的映射关系可能已经发生改变，但ARP缓存表却还没更新时间设置得太小会导致ARP高速缓存更改过于频繁，从而导致ARP广播数据包在网络上大量出现，增加网络流量。