计算机网络ARP地址协议解析实验报告

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计算机网络实验报告、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、实验步骤:一，完成网络环境的配置，并进行拓扑验证。预期问题：拓扑验证岀现错误。必须严格按照附录中的拓扑图进行网络环境的 配置，如有错误不能向下进行实验。因为在错误的网络配置环境下做的实验结 果也是无意义的。二，完成采集网络传输数据前的准备工作。网关的设定；开通静态路由；主机A ping主机E成功；清空ARP高速缓存；设置协议分析器的过滤条件；预期问题：网关设定错误，没有在主机B开启静态路由都会造成主机APing主 机E不成功。三，开始实验，启动协议分析器，开始捕获数据。预期问题：必须先开启数据捕获，再执行主机A ping主机E操作，否则获 取不到数据。四，查看采集到的ARP报文，对实验结果进行截图、记录。五，关闭实验平台，将实验系统恢复原状，完成实验。1. IP配置完毕，进行拓扑验证： 拓扑验证完毕，各角色的地址如下表所示:角色IPA172. 16. 1.41B左：172.16.1.42 右：172. 16. 0. 42C172. 16. 1.43D172. 16. 1.44E172. 16. 0. 45F172. 16. 0. 46e- -0 Jia图示为A角色捕获到的ARP-request*?0Zb BN lto0同V2.实验结果及现彖:图示说明： 方向:172.16.1.42 (主机A)-子网内的所有主机内容：ARP - request协议解析树： Ethernet 802. 3目的MAC地址二FFFFFF?FFFFFF : 向子网内所有主机发送源MAC地址二6C626D?707DCE： 主机A的MAC地址协议类型或数据长度=0806 (ARP协议)：ARP协议ARP (地址解析议) 硬件类型二1协议类型=0800硬件地址长度二6协议地址长度二4操作码二1 (请求)发送端硬件地址=6C626D - 707DCE (主机A发送端逻辑地址=172.16.1.41 (主机A)目的端硬件地址=000000?000000 (未知，请求的駛件地址)目的端逻辑地址=172.16.1.42 (主机B左网卡)过程描述： 主机A-子网内的所有主机，发送ARP-request,请求1P地址是172. 16. 1.42 (主机B的左网卡)主机Aping主机E,由于A发现E与其不是在同一子网，所以主机A把发送 的数据转发到网关：主机B左网卡。这时需要通过ARP协议知道网关的MAC地 址，于是发送请求网关MAC地址的ARP请求。■ — —V图示为A主机捕获到的ARP-response数据 数据显示同ARP-request数据。在B运行arp - a,显示arp缓存表内容：lnterface:172.16.1.42 (左网卡)172.16.1.41 6C626D - 707DCE (主机 A 的 MAC 地址)lnterface:172.16.0.42 (右网卡)172.16.0.42 6C626D - 6DF73D (主机 B 的 MAC 地址)右网卡多了主机E的arp缓存记录，如果捕获B的网络连接2的网卡数据， 就会看到此条数据。四、 思考问题的解答1. 哪些主机收到了 ARP请求包，哪台主机给出了 ARP响应包？答：在子网一内，主机B的左网卡，主机C,主机D收到了主机A的ARP请 求包；主机B的左网卡给岀了 ARP响应包。在子网二内，主机E,主机F收到了主机B右网卡的ARP请求包；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：在同网段内，由于同网的主机都能收到ARP请求，并且符合ARP请求中FI的IP地址字段的条件的主机就在同网内，所以这台主机直接将自己的 MAC地址应答给发送ARP请求的主机。在不同的网段，跨网段的解析中，ARP请求是从一个网络中的主机发往另一 个网络的主机，那么连接这两个网络的路由器就可以回答该请求。过程为： 在子网一内，发送ARP请求的主机将目的逻辑地址设置为路由器的逻辑地 址，路由器将自己的MAC地址应答给发送请求的主机。接着，路由器在子 网二内发送ARP请求，目的IP地址为ping的目的主机的IP地址。此IP 地址的主机收到ARP请求后，将应答返回给路由器。这样，通过连接两个 子网的路由器，进行ARP的回答和请求。路由器在ARP缓存表中有了两台 主机的ARP缓存信息后，起到了 IP数据报的转发作用。3. ARP数据包的长度是固定的吗？试加以解释。答：不固定。第一，硬件地址长度根据不用的网络类型，是可变的。例如，以太网的 物理地址长度是6字节。第二，第二，协议地址长度根据不同的协议类型，长度是可变的。例如, IPv4协议的地址长度是4个字节。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岀现什么问题？答：ARP缓存表采用老化机制，在一段时间内，如10 - 20分钟，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。这个时间如果设置的太大，会出现缓存表屮信息过多，降 低查询速度的可能。也会出现如教材中提到的，外界的硬件环境发生变化, 而ARP缓存表没有及时更新，造成ARP缓存中的信息失效的可能。这 个时间设置得过短的情况：因为两台主机首次通信后，很有可能还会持续 的通信数次，这个过程会持续一段时间。所以这个吋间设置得过短，会增 加ARP通信的次数，增加网络中的通信量。5.至少举出两种不需要发送ARP请求数据包的情况。答：1,主机之间刚刚进行完通信，在缓存表中还保存着对方主机的地址信 息，这时只需要查询ARP缓存表，不需要发送ARP请求。2, 广播发送的吋候不需要发送ARP请求。3, 在不同子网间，两台主机通过路由器进行IP数据包的传输。在路 由器中，保存了该两台主机ARP缓存信息之后，两台主机只需要把 数据发送给路由器即可。在这之前，一台主机不用发送对子网外主机 的ARP请求，它也不需要知道子网外主机的MAC地址。五、 实验中遇到的问题和解决方法，待解决的问题遇到问题：A未能ping通E解决方案：Internet属性更改后未点确定造成的 关 键 词： 计算机网络 ARP 地址 协议 解析 实验 报告

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