实验二地址解析协议(ARP).doc

1、院 系：计 算 机 学 院实验课程：计算机网络与因特网实验项目：用户数据报协议(UDP)指导老师： 开课时间：2011 2012 年度第 2 学期专 业：网络工程班 级： 学 生： 学 号： 一、实验项目名称实验二 地址解析协议(ARP)二、实验目的及要求1、掌握 ARP 协议的报文格式2、掌握 ARP 协议的工作原理三、实验主要硬件软件环境PC 机， Windows 操作系统，网络协议仿真教学系统。四、实验内容及步骤练习一 ：领略真实的 ARP（同一子网）各主机打开工具区的“拓扑验证工具”，选择将主机 A、B、C、D、E、F 作为一组的网络结华 南 师 范 大 学 实 验 报 告学生姓名 许

2、玉赢 学 号 20102100124 专 业 网络工程 年级、班级 10 级本 05 班 课程名称 计算机网络与因特网 实验项目 实验二 地址解析协议(ARP) 实验时间 2012 年 5 月 9 日实验指导老师 龚征老师 实验评分 1构，配置网卡后，进行拓扑验证，如果通过拓扑验证，关闭工具继续进行实验，如果没有通过，检查网络连接。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（172.16.1

3、.4）。 主机 B ping 主机 C（172.16.1.3）。 主机 E ping 主机 F（172.16.0.3）。 4. 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：ARP 模块接收来自上层的协议（I

4、P）的数据报后，提取其目的的 IP地址。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。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。主机 A等待接收 ARP应答。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 6mac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

5、 ARP 表中，从而完成主机 B 的 ARP 地址解析。华 南 师 范 大 学 实 验 报 告学生姓名 许玉赢 学 号 20102100124 专 业 网络工程 年级、班级 10 级本 05 班 课程名称 计算机网络与因特网 实验项目 实验二 地址解析协议(ARP) 实验时间 2012 年 5 月 9 日实验指导老师 龚征老师 实验评分 2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

6、主机 E 的 MAC 地址协议类型或数据长度：0806ARP 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（172.16.0.2）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（172.16.0.3） 2、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 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 A、B、C、D、E、F 停止捕获数据，分析捕

7、获到的数据，进一步体会 ARP 报文交互过程。思考题：1.那些主机收到了 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：主机 A、C、D 都能收到 ARP 请求包，因为主机 B、C、D 与主机 E处于同一网段，ARP 请求包进行广播，所以主机 A、C、D 都能收到 ARP 请求包练习三：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在命令行下输入 staticroute_config命令，开启静态

8、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（172.16.0.2）。 华 南 师 范 大 学 实 验 报 告学生姓名 许玉赢 学 号 20102100124 专 业 网络工程 年级、班级 10 级本 05 班 课程名称 计算机网络与因特网 实验项目 实验二 地址解析协议(ARP) 实验时间 2012 年 5 月 9 日实验指导老师 龚征老师 实验评分 35、主机 A、B、C、D、E

9、、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，由于 ARP 请求是以广播的方式进行，而广播报文不能跨越子网，因此，单一 ARP 请求报文不能够跨越子网进行地址解析。 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 本身无法跨跃不同的网段。6、主机 B在命令行下输入 recover_config命令，停止静态路由服务。思考问题：1、哪些主机收到了 ARP 请求？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

10、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什么异同？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 分组的长度是固定的吗？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（

11、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，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。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

12、现，增加网络流量，并降低了工作速度。5、 至少举出两种不需要发送 ARP 请求分组的情况。 答：当目的 IP 在 ARP 高速缓存中有对应的项目或者目的 IP 是广播地址时都不用发送华 南 师 范 大 学 实 验 报 告学生姓名 许玉赢 学 号 20102100124 专 业 网络工程 年级、班级 10 级本 05 班 课程名称 计算机网络与因特网 实验项目 实验二 地址解析协议(ARP) 实验时间 2012 年 5 月 9 日实验指导老师 龚征老师 实验评分 4ARP 请求。五、实验总结通过本次试验，我进一步了解了 ARP 协议的报文结构，分析了 ARP 协议在同一网段和不同网段间主机上通信时执行过程，理解了 ARP 缓存的作用。