arp实验演示教学.docx

1、arp实验演示教学实 验 报 告（ 2015 / 2016 学年 第 一 学期）课程名称 计算机网络 实验名称 ARP协议及PDU格式分析实验 试验时间 2015 年 11 月 17 日指导单位 指导教师 学生姓名 班级学号 学院(系) 专 业 实 验 报 告实验名称ARP协议及PDU格式分析实验指导教师实验类型验证性实验学时2学时实验时间一、实验目的和要求1、学习使用思科模拟器验证相关的网络协议2、验证ARP协议的工作原理，理解ARP高速缓存的作用3、理解交换机转发表的作用4、学会分析分组各字段的含义二、实验环境(实验设备)1、思科模拟器2、交换机两台、主机四台三、实验原理及内容1Arp协议

2、的工作原理每台主机都设有一个ARP高速缓存，里面有本局域网上各主机和路由器的IP地址和硬件地址的映射表，这些都是该主机目前知道的一些地址。当主机A要向本局域网上的某个主机B发送IP数据报时，先在其ARP高速缓存中查看是否有主机B的IP地址。如果有，就在ARP高速缓存中查出其对应的硬件地址，再把这个硬件地址写入MAC帧，然后通过局域网把该MAC帧发往此硬件地址。也有可能查不到主机B的IP地址的项目。这可能是主机B才入网，也可能是主机A刚刚加电，其高速缓存还是空的。在这种情况下，主机A就自动运行ARP，然后按以下步骤找到主机B的硬件地址。实现地址解析的第一步是产生ARP请求帧。在ARP帧数据部分的

3、相应字段写入本地主机的物理地址、IP地址、待侦测的目的IP地址，在目的物理地址字段写入0，并在操作类型字段写入1，用以表示本数据帧是一个ARP请求数据帧。该ARP请求帧以本地网络适配器的物理地址作为源地址，以物理广播地址作为目的地址，通过物理层发送出去。由于采用了广播地址，因此网段内所有的主机或设备都能够接收到该数据帧。除了目的主机外，所有接收到该ARP请求帧的主机和设备都会丢弃该ARP请求帧，因为目的主机能够识别ARP消息中的IP地址是否与本机相同。与目的IP地址匹配的主机构造ARP应答帧。在ARP应答帧中，以请求分组中源物理地址、源IP地址作为其目的物理地址、目的IP地址，并将自身的物理地

4、址、IP地址填入应答帧的源物理地址、源IP地址字段，并在操作字段中写入2，表示本ARP数据帧是一个应答数据帧。该分组通过数据链路层直接发给源主机。源主机接收到ARP应答帧后，获得目的主机的物理地址，并将它实验报告作为一条新记录加入到ARP高速缓存表。此外，如果源主机没有发送ARP请求而收到其他主机的ARP响应数据帧，源主机也会在本地ARP缓冲区中缓存该主机物理地址和IP地址的对应关系。2.交换机的工作原理1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。3

5、.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。这一过程称为泛洪（flood）。4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。3. 实验步骤（1）打开思科模拟器软件，将时间模式设为simulation，如下图1所示，并构造如下图2所示网络拓扑，并设置PC1和PC2的地址分别为192.168.0.1和192.168.0.2，子网掩码均为255.255255.0 （2）使用查看工具，查看交换机Switch0的mac表以及arp表，查看pc0和pc1的arp表，对上述查看表格内容进行记录。 实验报告（3）在pc0的命令行模式运行ping 192.168.0.2命令，查看PC0产生的两个分组，

6、查看两种分组分别是什么分组，并查看分组的格式，试解释ARP分组产生的原因，并记录ARP分组及其对应数据链路层帧的源MAC地址和目的MAC地址。ARP产生的原因：将IP地址转换成对应的MAC地址，进行解析。源MAC地址：OOOO.OCC6.CEEO目的MAC地址：OOOO.OOOO.OOOO（4）点击软件右侧运行控制栏中的“自动捕获/运行”按钮，直到pc0的ping 192.168.0.2命令运行完成为止。观察该过程网络中分组转发情况。（5）再次点击运行控制栏中的“自动捕获/运行”按钮，重新查看pc0和pc1的arp表和switch0的mac表，并记录。（6）再次在pc0的命令行运行，ping

7、192.168.0.2，观察此次ping命令的运行和第一次运行过程的区别，试解释此时在发送ICMP分组之前为什么不需要发送arp分组。查看该ICMP分组的格式，记录ARP分组及其对应数据链路层帧的源MAC地址和目的MAC地址。源MAC地址：0050.0F11.3879目的MAC地址：0000.0CC6.CEEO（7）在pc0命令行模式下，使用arp a命令查看高速缓存，使用arp d命令清除pc0的高速缓存，同样的方法清除pc1的高速实验报告缓存，特权模式下使用clear mac-address-table命令清除switch0的mac表。实验报告四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）五、指导教师评语成 绩批阅人日 期