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1、TCP/IP协议实验指导书1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Trace8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实验拓扑说明为了减少其他网络通信对实验现象和实验数据的干扰，本课程实验13使用Dynamips和VMware Workstation模拟构建如下所示的一个虚拟实验拓扑，其中子网A和子网B的拓扑结构是固定的，网络云的拓扑结构则随各个具体实验需求而变化。PC1PC2PC3
2、PC4子网A：192.168.11.0/24子网B：192.168.22.0/24R1R2F0/0F0/0Ethernet1（VMnet1）Ethernet2（VMnet2）ServerPC1: DHCPPC2: 192.168.11.2PC3: 192.168.22.3PC4: 192.168.22.4Server:192.168.22.253 R1 F0/0 = 192.168.11.254R2 F0/0 = 192.168.22.254网络云实验拓扑中的所有路由器均由Dynamips软件模拟实现，计算机PC1、PC2、PC3和PC4是由VMware Workstation软件实现的Win
3、dows XP虚拟机，Server是由VMware Workstation软件实现的Windows Server 2003虚拟机，以太网Ethernet1和Ethernet2由提供集线器功能的虚拟网卡VMnet1和VMnet2模拟实现。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
4、】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：l 网络/子网地址：标识一个IP网络或子网。l 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。l 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。l 本网络上本主机地址：表示主机自己。l 环回地址：用来测试机器的协议软件。IP分组
5、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
6、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】PC1PC2PC3PC4子网A：192.168.11.0/
7、24子网B：192.168.22.0/24R1R2F0/0F0/0S1/0S1/0PPPEthernet1（VMnet1）Ethernet2（VMnet2）子网C：192.168.12.0/30R1 F0/0 = 192.168.11.254，S1/0 = 192.168.12.1R2 F0/0 = 192.168.22.254，S1/0 = 192.168.12.2实验拓扑中VMware虚拟机PC1、PC2、PC3和PC4分别位于由提供集线器功能的虚拟网卡VMnet1和VMnet2模拟实现的两个以太网Ethernet1和Ethernet2中，这两个以太网对应的IP子网A和子网B分别连在Dyn
8、amips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
9、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PC的网络连接信息，在PC1上ping PC2的IP地址，记录并分析ping的结果。2、设置PC1的子网掩码为255.255.255.0，然后将其IP地址分别设为192.168.11.0、192.168.11.255，记录并分析设置结果。3、根据实验拓扑中的各子网信息以及步骤1中记录的PC2、PC3、PC4的网络连接信息，配置PC1的I
10、P地址、子网掩码和默认网关，使得PC1能够ping通PC2，并在PC1上分别ping PC3和PC4的IP地址，记录并分析ping的结果。4、在PC1上分别ping以下8个IP地址：0.0.0.0、255.255.255.255、192.168.11.0、192.168.11.255、127.0.0.0、127.0.0.1、127.0.0.10、127.255.255.255，记录并分析ping的结果。5、启动Dynamips Server，然后运行，在Dynagen窗口中提示符“=”后依次输入以下命令启动路由器R1和R2，并进入其CLI：= start R1= start R2= con R
11、1= con R26、分别在R1的CLI提示符“R1”后以及R2的CLI提示符“R2”后输入“show arp”命令查看并记录两台路由器当前的ARP缓存表，例：R1 show arpR2 show arp7、在Dynagen窗口中提示符“=”后依次输入以下命令捕获子网A、子网B和子网C中的分组：= capture R1 f0/0 a.cap= capture R2 f0/0 b.cap= capture R2 s1/0 c.cap PPP8、分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -d *”清空四台PC上的ARP缓存表，然后使用命令“arp -a”查看并记录清空操作后的ARP缓
12、存表。9、在PC1上ping PC2的IP地址，记录ping回应信息。ping结束后分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -a”、在R1和R2的CLI上使用命令“show arp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。10、在PC1上ping PC3的IP地址，记录ping回应信息。ping结束后分别在PC1、PC2、PC3、PC4上使用命令“arp -a”、在R1和R2的CLI上使用命令“show arp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。11、在PC1上ping PC4的IP地址，记录ping回应信息。ping结束后分别在PC1、PC2、PC3、PC4
13、上使用命令“arp -a”、在R1和R2的CLI上使用命令“show arp”查看并记录四台PC和两台路由器的ARP缓存表。12、在PC1上ping子网A内一台不存在主机的IP地址，记录ping回应信息。ping结束后在PC1上使用命令“arp -a”查看并记录其的ARP缓存表。13、在Dynagen窗口中提示符“=”后依次输入以下命令停止捕获子网A、子网B和子网C中的分组：= no capture R1 f0/0= no capture R2 f0/0= no capture R2 s1/014、用Wireshark软件查看并分析捕获的分组文件（a.cap、b.cap和c.cap）中的ARP
14、和ICMP分组，查看过滤条件为“arp | icmp”（在Wireshark主窗口界面“过滤工具栏”的“Filter：”域中输入）。15、实验结束后，按照以下步骤关闭实验软件、上传实验数据、还原实验环境：（1）关闭R1、R2的CLI窗口，在Dynagen窗口中提示符“=”后依次输入以下命令关闭Dynagen窗口，然后再关闭Dynamips Server窗口：= stop /all= exit（2）将PC1的网络连接设置为“自动获得IP地址”，然后依次关闭PC1、PC2、PC3和PC4，关闭VMware窗口；（3）运行所在目录下的“reset.bat”文件。【实验数据和结果分析】1、记录实验中PC1、PC2、PC3和PC4的网络连接。PC1PC2PC3PC4步骤1步骤3IP地址子网掩码默认网关【分析】PC1在步骤1和步骤3中是否与PC2、PC3、PC4在一个IP子网中？为什么？2、记录实验中PC1的ping通信结果。步骤目的主机PING回应信息能否通信1PC23PC2PC3PC440.0.0.0255.255.255.255192.168.11.0192.168.11.255127.0.0.0127.0.0.1127.0.0.10127.255.255.2559PC210PC311PC412本子网内不存在的主机说明：因Dynamips软件模拟问题，在步骤10和步骤11中R2不会转发
