TCP IP协议实验指导书.doc

《TCP/IP协议》实验指导书
目录
实验拓扑说明 1
实验1:IP分组交付和ARP协议 2
实验2:排错工具-Ping和Trace 8
实验3:FTP中的TCP传输服务 14
实验4:RIP协议的路由更新 18
实验5:OSPF协议的多区域特性 23
附录1:dynamips与dynagen软件 29
附录2:Wireshark软件 34
附录3:协议数据报文格式 35
实验1:IP分组交付和ARP协议
【实验目的】
1、掌握IP子网划分技术、IP地址分配原则,以及特殊IP地址的特征和作用
2、理解掌握直接交付与间接交付IP分组过程中的路由选择、ARP解析和以太网封装技术
3、分析子网划分对IP分组交付的影响
【预备知识】
1、IP地址、MAC地址、子网和掩码的概念
2、掩码运算:确定IP网络(或子网)及其范围
3、以太网原理和帧结构
【实验原理】
IP子网中使用一个32比特的掩码来标识一个IP地址的网络/子网部分和主机部分。将IP地址和掩码进行“位与”运算后可以得到该IP地址所在IP子网的子网地址,结合掩码中0比特个数可以确定该IP子网的IP地址空间范围。根据IP地址所在IP子网的子网地址及其掩码,可以判断这些IP地址是否属于同一个IP子网。
IP地址空间中定义了一些特殊地址:
网络/子网地址:标识一个IP网络或子网。
直接广播地址:表示该分组应由特定网络上的所有主机接收和处理。
受限广播地址:表示该分组应由源所在网络或子网上的所有主机接收和处理。
本网络上本主机地址:表示主机自己。
环回地址:用来测试机器的协议软件。
IP分组被交付到最终目的地有两种不同的交付方式:直接交付和间接交付。交付时首先通过路由选择技术确定交付方式:如果IP分组的目的与交付者在同一个IP网络上,就直接交付该分组至目的站点;如果IP分组的目的与交付者不在同一个IP网络上,就间接交付该分组至下一个路由器(即下一跳站点)。
在以太网上,IP分组是封装在以太帧中发送的,因此发送时除了要有接收站的IP地址(IP分组中的目的IP地址)外,还需要接收站的MAC地址(以太网帧中的目的MAC地址)。ARP协议(RFC 826)实现了IP地址(逻辑地址)到MAC地址(物理地址)的动态映射,并将所获得的映射存放在ARP高速缓存表中。
不同的交付方法将导致不同的ARP解析操作,获取不同的目的物理地址。直接交付时,交付者直接将IP分组交付给该分组的目的站点,因此交付者使用ARP协议找出IP分组中目的IP地址对应的物理地址。间接交付时,交付者需要将IP分组交付给下一跳站点,而不是该IP分组的目的端,因此交付者使用ARP协议找出下一跳站点IP地址对应的物理地址。
IP网络是一个逻辑网络,一个物理网络可以被逻辑划分成若干个IP网络。两个IP网络之间的通信必须经由路由器中继,未经路由器互连的两个IP网络即使在同一物理网中也不能通信。主机的默认网关地址就是连接该主机所在IP网络的路由器接口的IP地址。
【实验内容】
PC1
PC2
PC3
PC4
子网A:
子网B:
R1
R2
F0/0
F0/0
S1/0
S1/0
PPP
1(1)
2(2)
子网C:

R1 F0/0 = ,S1/0 = R2 F0/0 = ,S1/0 =
实验拓扑中VMware虚拟机PC1、PC2、2中,这两个以太网对应的IP子网A和子网B分别连在Dynamips软件模拟实现的路由器R1和R2的F0/0接口上。R1和R2之间通过PPP链路互联。R1、R2、PC2、PC3和PC4的网络连接均已配置。
实验者首先在PC1上配置其网络连接,并配合通信测试命令(ping)来检验特殊IP地址的用途以及IP子网设置对同一物理网内计算机间通信的影响,从而理解并掌握子网地址、子网广播地址和主机地址的概念、特征与用途。
然后在PC1上使用ping命令分别进行IP子网内通信和IP子网间通信,通过ARP缓存表操作命令、Dynamips软件的分组捕获功能以及Wireshark软件的捕获分组查看功能,分析IP分组的直接交付、间接交付操作和路由器的作用,掌握ARP协议的工作原理,以及IP分组投递过程中源/目的IP地址与源/目的MAC地址的特征,理解IP子网对IP分组交付的影响。
【实验步骤】
1、依次启动VMware Workstation中TCPIP组内的虚拟机PC1、PC2、PC3和PC4,使用ipconfig命令查看并记录这4台