计算机网络实验报告三网际协议IP

《计算机网络实验报告三网际协议IP》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络实验报告三网际协议IP（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、计算机网络实验报告实验题目：网际协议 IP 学号:201200301106日期：2014/11/20 班级：2012 级软工 3班 姓名： 李凯峰实验目的：1.掌握 IP数据报的报文格式；2.掌握 IP校验和计算方法；3.掌握子网掩码和路由转发；4.理解特殊 IP地址的含义；5.理解 IP分片过程；6.理解协议栈对 IP协议的处理方法；7.理解 IP路由表作用以及 IP路由表的管理。实验环境： 该实验采用网络结构二实验原理：IP协议简介、IP 地址及其表示方法、IP 报文格式、路由选择等知识。实验内容及结果：练习 1：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

2、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、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启动协议编辑器，编辑一个 IP数据报，其中：MAC层：目的 MAC地址：主机 B的 MAC地址（对应于 172.16.1.1接口的 MAC） 。源 MAC地址：主机 A的 MAC地址。协议类型或数据长度：0800。IP层：总长度：IP 层长度。生存时间：128。源 IP地址：主机 A的 IP地址（172.16.1.2） 。目的 IP地址：主机 E的 IP地址（172

3、.16.0.2） 。校验和：在其它所有字段填充完毕后计算并填充。自定义字段：数据：填入大于 1字节的用户数据。说明：先使用协议编辑器的“手动计算”校验和，再使用协议编辑器的“自动计算”校验和，将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。IP在计算校验和时包括哪些内容？答：IP 计算校验和包括在主机端计算校验和和在接收端计算校验和两部分：在发送端先计算校验和，并把得到的结果与数据包一起发送出去。接收端对整个数据包重复进行同样的计算。若得到的结果正确则接受这个数据包；否则就把它丢弃。1.在发送端计算校验和在发送端，将数据包按 16位长度分段。把这些段用反码算数运算相加，将相加后得到的和再取反码

4、就得出了校验和。2.在接收端计算校验和接收端把收到的数据包按 16位长度分段，并把这些段相加。把得到的和取反码。若结果为 0，则接受这个数据包；否则就拒绝这个数据包。IP 数据包的校验和只校验 IP首部部分而不校验 IP数据部分。这是因为所有将数据封装在 IP数据报中的高层协议，都有覆盖整个数据包的校验和。因此，IP 数据报的校验和就不必再检验所封装的数据部分。其次，每经过一个路由器，IP 数据包的首部就要改变一次，但数据部分不改变。3.在主机 B（两块网卡分别打开两个捕获窗口） 、E 上启动协议分析器，设置过滤条 件（提取 IP协议） ，开始捕获数据。4.主机 A发送第 1步中编辑好的报文5

5、.主机 B、E 停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机 A所发送的数据报，并回答以下问题：第 1步中主机 A所编辑的报文，经过主机 B到达主机 E后，报文数据是否发生变化？若发生变化，记录变化的字段，并简述发生变化的原因。答：发生了变化。B 和 E收到的报文 MAC地址不同，A 到 B的传输 B收到的是 B在 A所属子网的 MAC地址，而 E收到的是 A在所属 E的子网中的另一个 MAC地址。另外，生存时间不一样。6.将第 1步中主机 A所编辑的报文的“生存时间”设置为 1，重新计算校验和。7.主机 B、E 重新开始捕获数据。8.主机 A发送第 5步中编辑好的报文。9.主机 B、E 停止捕获数

6、据，在捕获到的数据中查找主机 A所发送的数据报，并回答以下问题：主机 B、E 是否能捕获到主机 A所发送的报文？简述产生这种现象的原因。答：B 可以捕获到 A的报文 ，但是 E捕获不到，由于超出生存时间 ，被丢弃。说明 IP地址与硬件地址的区别，为什么要使用这两种不同的地址？答：IP 地址是数据链路层的地址，硬件地址称为 MAC地址，是主机物理层的地址，对应不同协议。IP 地址主要用于确定主机的拓扑位置，物理地址是区分不同主机的编号。练习 2：本练习将主机 A、B、C、D、E、F 作为一组进行实验。1. 直接广播地址（1）主机 A编辑 IP数据报 1，其中：目的 MAC地址：FFFFFF-FF

7、FFFF。源 MAC地址：A 的 MAC地址。源 IP地址：A 的 IP地址。目的 IP地址：172.16.1.255。自定义字段数据：填入大于 1字节的用户数据。校验和：在其它字段填充完毕后，计算并填充。（2）主机 A再编辑 IP数据报 2，其中：目的 MAC地址：主机 B的 MAC地址（对应于 172.16.1.1接口的 MAC） 。源 MAC地址：A 的 MAC地址。源 IP地址：A 的 IP地址。目的 IP地址：172.16.0.255。自定义字段数据：填入大于 1字节的用户数据。校验和：在其它字段填充完毕后，计算并填充。（3）主机 B、C、D、E、F 启动协议分析器并设置过滤条件（提

8、取 IP协议，捕获172.16.1.2接收和发送的所有 IP数据包，设置地址过滤条件如下：172.16.1.2Any） 。（4）主机 B、C、D、E、F 开始捕获数据。（5）主机 A同时发送这两个数据报。（6）主机 B、C、D、E、F 停止捕获数据。记录实验结果：表 3-4实验结果主机号收到 IP数据报 1收到 IP数据报 2 BCDEF结合实验结果，简述直接广播地址的作用。答：所谓广播地址指同时向指定网上所有的主机发送报文，也就是说，不管物理网络特性如何，internet 网支持广播传输。2.受限广播地址（1）主机 A编辑一个 IP数据报，其中：目的 MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。

9、源 MAC地址：A 的 MAC地址。源 IP地址：A 的 IP地址。目的 IP地址：255.255.255.255。自定义字段数据：填入大于 1字节的用户数据。校验和：在其它字段填充完毕后，计算并填充。（2）主机 B、C、D、E、F 重新启动协议分析器并设置过滤条件。（3）主机 B、C、D、E、F 重新开始捕获数据。（4）主机 A发送这个数据报。（5）主机 B、C、D、E、F 停止捕获数据。记录实验结果：表 3-5实验结果主机号收到主机 A发送的 IP数据报 BCDEF未收到主机 A发送的 IP数据报结合实验结果，简述受限广播地址的作用。答：不被路由支持，只作本地广播。3.环回地址（1）主机

10、F重新启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取 IP协议） 。（2）主机 E ping 127.0.0.1。（3）主机 F停止捕获数据。主机 F是否收到主机 E发送的目的地址为 127.0.0.1的 IP数据报？为什么？答：收不到。因为使用还回地址，我们可以实现在同一台主机上实现 CLIENT和SERVER。受限广播地址的作用范围？答：同一子网。受限广播地址和直接广播地址的区别？答：广播地址是一种特殊的 IP地址形式，一种是直接广播地址，一种是有限广播地址。直接广播地址包含一个有效的网络号和一个全“1”的主机号，如你说的202.163.30.255，255 就是一个主机号，202 则是

11、C类的 IP地址，C 类 IP地址就是我们常接触到的。 受限广播地址是 32位全 1的 IP地址（255.255.255.255） 。受限的广播地址是 255.255.255.255。该地址用于主机配置过程中 IP数据报的目的地址，此时，主机可能还不知道它所在网络的网络掩码，甚至连它的 IP地址也不知道。在任何情况下，路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报，这样的数据报仅出现在本地网络中。 路由器转发受限广播吗？答：否。练习 3：本练习将主机 A、B、C、D、E、F 作为一组进行实验。1.在主机 B上使用“实验平台上工具栏中的 MTU工具” 设置以太网端口的 MTU为 800字节（两个

12、端口都设置） 。2.主机 A、B、E 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ICMP协议)。3.在主机 A上，ping B。4.主机 A、B、E 停止捕获数据。在主机 E上重新定义过滤条件（取一个 ICMP数据包，按照其 IP层的标识字段设置过滤）将 ICMP报文分片信息填入下表，分析表格内容，理解分片的过程。表 3-6实验结果字段名称 分片序列 1 分片序列 2“标识”字段值 802 802“还有分片”字段值 1 0“分片偏移量”字段值 0 97传输的数据量 252 7965.主机 E恢复默认过滤器。主机 A、B、E 重新开始捕获数据。6.在主机 A上，ping B。7

13、.主机 A、B、E 停止捕获数据。察看主机 A、E 捕获到的数据，比较两者的差异，体会两次分片过程。8.主机 B上使用“实验平台上工具栏中的 MTU工具”恢复以太网端口的 MTU为 1500字节。练习 4：本练习将主机 A、B、C、D、E、F 作为一组进行实验。1.所有主机取消网关。2.主机 A、C、E 设置子网掩码为 255.255.255.192，主机 B（172.16.1.11） 、D、F 设置子网掩码为 255.255.255.224。3.主机 A ping 主机 B（172.16.1.11） ，主机 C ping 主机 D（172.16.1.4） ，主机 E ping 主机 F（17

14、2.16.0.13） 。4.主机 B在命令行方式下输入 recover_config命令，停止静态路由服务。5.所有主机恢复到网络结构二的配置。表 3-7实验结果是否 PING通主机 A主机 B 不通主机 C主机 D 通主机 E主机 F 通请问什么情况下两主机的子网掩码不同，却可以相互通信？答：两主机连在一个分享模块上的时候。IP数据报中的首部校验和并不检验数据报中的数据，这样做的最大好处是什么？缺点是什么？答：首部校验和字段是根据 IP首部计算检验和码。它不对后面的数据进行计算。ICMP、IGMP、UDP 和 TCP在它们各自的首部中均包含有同时覆盖首部和数据检验和码。为了计算一份数据报 I

15、P校验和，首先把校验字段置为 0。然后对首部中每个 16bit进行二进制反码求和，结果存放检验的字段中。当收到一份数据报后，同样对首部中的每个 16bit进行二进制反码求和。由于接收方在计算过程中包含了发送方存在首部中的校验和，因此如果在传输过程中没发生任何差错，那么接收方计算的校验和结果应全为 1。如果不全为 1（即校验和错误） ，那么 IP就丢弃收到的数据报。但不生成差错报文，由上层去发现丢失的数据报并进行重传。ICMP，IGMP，TCP 和 UDP都采用相同校验和算法，尽管 TCP和 UDP除了本身的首部和数据外，在 IP首部中还包含不同的字段。由于路由器经常只修改 TTL字段（减 1） ，因此当路由器转发一份报文时可以增加它的校验和，而不需要对 IP整个首部进行重新计算。结论分析与体会：通过这次实验，我们更加具体的了解了计算机网络，经过了实验 3的练习 1234，我们掌握 IP数据报的报文格式，IP 校验和计算方法，子网掩码和路由转发，理解特殊 IP地址的含义，理解 IP分片过程，理解协议栈对 IP协议的处理方法，理解 IP路由表作用以及 IP路由表的管理。