实验三：分析ARP及IP协议一、实验目的1 •学会使用PacketTracer进行包跟踪及数据包协议格式分析2. 理解ARP工作机制，熟悉ARP协议格式3. 熟悉典型的IP协议格式4. 理解IP分段机制二、预计实验学时4学时实验步1、 JIJPacketTracer (5.3或以上版本)打开文件3l_ARP&IP_Testing.pkt.pkto 注意:Router 1 的Ethl/0 的MTU=1420Byte,其余均为 1500Byteo2、 分析ARP的工作原理1) 在Realtime模式下，尽量清除所有设备(PC机及路由器)中的ARP缓存信息，对于不能清 除(有些路由器中的ARP缓存信息不能清除)的记录下相关缓存信息注：PC机中查看ARP缓存的命令为arp -a,清除ARP缓存的命令为arp - d路由器中查看ARP缓存的命令为Rout er# show arp,清除的命令为Router#clcar arp-cachco(2) 在simulation模式下,由PC(l・10)向PC(1.20)发送一个Ping包,观察包(ICMP及ARP)的 传递过稈，同时注意相关PC机、路由器的ARP缓存变化情况，记录下相关信息，并对其中的ARP包 进行协议格式分析。
注意：在Filter中同时选中ICMP及ARP3) 重复(2) —次，观察结果有何不同，分析原因4) 在simulation模式下，由PC(1.10)向PC(3.11)发送一个Pi昭包，观察包的传递过程，同时注 意相关PC机、路由器的ARP缓存变化情况，记录下相关信息，并对其中的ARP包进行协议格式分析5) 重复(4) 一次，观察结果有何不同，分析原因6) 试分析此时,由PC(1.20)向PC(12.12)发送一个Ping包的处理过程，并验证之7) 总结ARP工作机器，包括什么时候启动ARP、APR高速缓存更新机制、ARP数据包协议格 式，3、 IP协议格式分析：在simulation模式下，由PC(1.10)]hjPC(3.11^送一个Ping包(开始几次有 可能失败，试分析原因)，从其中随机取儿个包，分析该包的MAC首部及IP首部信息，特别注意该 包进入该设备及离开该设备时相关信息的变化情况注意：在Fil血中仅选中ICMP或者仅选中IP4、 IP分段机制分析1) 在Realtime模式下，由PC(1.10)向PC(12.12)发送一个Ping包试分析此步骤的作用)(2) 在simulation模式下，由PC(LIO)向PC(12.12)发送一个自定义Ping包(长度为2000字节)， 跟踪数据包的流动情况，特别注意：该包在PC(1」O)出来时是否进行了分段，该包在Router 1出來时是 否进行了分段，该包在Router2出来时是否进行了重纟fl,该包到达PC(12.12)后是否进行了重纟R,冋复 的Ping命令包是否在PC(12.12)处进行了分段，冋复的Ping命令包是否在Router2出来时进行了分段。
在每一处发生了分段的地方，观察包中与分段有关的几个字段的信息(数据包长度、标识号、标志、 偏移值)，并记录下必要的信息3) 总结IP分段的条件与方法4. 测试TTL的作用1) 在Realtime模式下，由PC(1」O)向PC(12.12)发送一个Ping包2) 在simulation模式下，由PC(1.10)|NPC(12.⑵发送一个自定义Ping包(长度为32字节，TTL 的值为1)，跟踪数据包的流动情况，观察TTL的值的变化情况，并记录下必要的信息3) 在simulation模式下，由PC(1.10)向PC(12.⑵发送一个自定义Ping包(长度为32字节，TTL 的值为2),跟踪数据包的流动情况，观察TTL的值的变化情况，并记录下必要的信息4) 在simulation模式下，由PC(1.10)向PC(12.⑵发送一个自定义Ping包(长度为32字节，TTL 的值为3或更大)，跟踪数据包的流动情况，观察TTL的值的变化情况，并记录下必要的信息5) 总结TTL的变化规律及其作用5. 进行其它你认为必要的测试四、实验后应能回答的问题1.关于ARP协议:(1) ARP请求数据包内容是什么，ARP丿应答数据包内容是什么？(2) ARP协议的工作方式是怎样的？比如：谁发出ARP请求，谁冋复ARP应答。
3) 什么时候会调用ARP?调用ARP时是希望获取谁的MAC地址？比如：在不考虑高速缓存影响的 情况下,PC(1. 10)访问PC(l・30)时,会调用ARP吗,若调用ARP是用来获得谁的MAC地址;PC(1.10) 访问PC(3. 22)呢；PC(1. 10)访问PC(12. 12)呢2・关于ARP高速缓存：仃)ARP高速缓存中每条记录包含哪些信息？(2) 什么时候会向ARP高速缓存中添加记录，添加的记录是什么？(3) ARP高速缓存可以起到什么样的作用，是如何起作用的？3. 关于IP协议：(1) IP数据包中MAC首部及IP首部的格式是怎样的，相关信息是如何获得的？(2) 若PC(1. 10)用IP包传输信息到PC仃2. 12),整个过程中MAC首部及IP首部中哪些信息会发生变 化，是如何发生变化的？4. 关于IP分片与重组:⑴什么条件下，在什么地方会发生IP分片?比如：当PC(1. 10)向PC(12. 12)发送一个长度为2000 字节(包括IP首部，但不包括MAC首部)时,在哪些地方会发生分片;若是PC(12.⑵向PC(1. 10)发送 数据呢2)~个IP数据包如何进行分片？比如：分片时哪些信息会被继承，哪些信息会发生改变；如何 识别同一个IP数据包的多个分片；如何对同一个TP数据包的多个分片进行排序。