完整計算機網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)際協(xié)議IP地址試驗報告

1、重慶師范大學(xué)課程名稱：計算機網(wǎng)絡(luò)實驗題目：網(wǎng)際協(xié)議IP姓名：專業(yè)：學(xué)院：指導(dǎo)老師：實驗三網(wǎng)際協(xié)議IP實驗?zāi)康模?、掌握IP數(shù)據(jù)報的報文格式2、掌握IP檢驗和計算方法3、掌握子網(wǎng)掩碼和路由轉(zhuǎn)發(fā)4、理解特殊IP地址的含義5、理解IP分片過程實驗環(huán)境配置采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)二實驗原理一、IP報文格式IP數(shù)據(jù)報是由IP首部加數(shù)據(jù)組成的，IP首部的最大長度不超過60字節(jié)。IP數(shù)據(jù)報文格式如下圖所示:4位版本4位首部長度8位服務(wù)類型16位總長度（字節(jié)數(shù)）16位標(biāo)識3位標(biāo)志13位片偏移8位生存時間8位協(xié)議類型16位首部校驗和32位源IP地址32位目的IP地址選項（如果有）數(shù)據(jù)二、IP分片鏈路層具有最大傳輸單元（MT

2、U）這個特性，它限制了數(shù)據(jù)幀的最大長度。不同的網(wǎng)絡(luò)類型有一股上限值。以太網(wǎng)通常是1500字節(jié)。如果IP層有數(shù)據(jù)包要傳輸，而數(shù)據(jù)包的長度超過了MTU,那么IP層就要對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分片操作，使每一片長度都小于MTU。IP首部中“16位標(biāo)識”、“3位標(biāo)志”和“13位片偏移”包含了分片和重組所需的信息。另外，當(dāng)數(shù)據(jù)被分片后，每個片的“16位總長度”的值要改為該片的長度值。三、IP路由表大部分網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備（包括PC機、三層交換機、路由器等）都存儲著一張記錄路由信息的表格，稱為路由表。一張路由表由許多表項組成。網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備收到數(shù)據(jù)報后，根據(jù)其目的IP地址查找路由表確定數(shù)據(jù)報傳輸?shù)淖罴崖窂剑ㄏ乱惶?。然后利用網(wǎng)絡(luò)

3、層的協(xié)議重新封裝數(shù)據(jù)報，利用下層提供的服務(wù)把數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)出去。路由表的項目一般含有五個基本字段：目的地址、網(wǎng)絡(luò)掩碼、下一跳地址、接口、度量。路由表匹配順序如下：直接交付：路由表項的“目的地址”字段是交付主機的本網(wǎng)絡(luò)地址。特定主機交付：路由表項的“目的地址”字段是某臺特定主機的IP地址。特定網(wǎng)絡(luò)交付：路由表項的“目的地址”字段是另一個網(wǎng)絡(luò)的地址。默認(rèn)交付：路由表項的“目的地址”字段是一個默認(rèn)路由器（默認(rèn)網(wǎng)關(guān)）。四、路由選擇過程路由選擇模塊從IP處理模塊接收到IP分組后，使用該分組的目的IP地址同路由表中的每一個項目按特定的順序（路由表匹配順序）查找匹配項，當(dāng)找到第一個匹配項后就不再繼續(xù)尋找了，這樣

4、就完成了路由選擇過程。匹配路由表項的方法是將IP地址與路由表中的一個項目的“子網(wǎng)掩碼”進(jìn)行按位“與”操作，然后判斷運算結(jié)果是否等于該項目的“目的地址”，如果等于，則匹配成功，否則匹配失敗。路由選擇模塊的工作過程：對路由表中的每一個表項使用分組的目的IP地址與項目相匹配把分組連同下一跳地址發(fā)送到分片模塊停止實驗步驟主機B啟動靜態(tài)路由服務(wù)（方法：在命令行方式下，輸入“staticroute_con巾g”）。按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖連接網(wǎng)絡(luò)，使用拓?fù)潋炞C檢查連接的正確性。練習(xí)一：編輯并發(fā)送IP報文1、主機A啟動仿真編輯器，編輯一個IP數(shù)據(jù)報，其中：MAC層：目的MAC地址：主機B的MAC地址（對應(yīng)于172.1

5、6.1.71接口的MAC）。源MAC地址：主機A的MAC地址。協(xié)議類型或數(shù)據(jù)長度：0800。IP層:總長度：IP層長度。生存時間：128。源IP地址：主機A的IP地址（172.16.1.72）。目的IP地址：主機E的IP地址（172.16.0.72）。校驗和：在其他所有字段填充完畢后計算并填充。IP在計算校驗和時包括哪些內(nèi)容？答：校驗和包括IP報文首部2、在主機B（兩塊網(wǎng)卡分別打開兩個捕獲窗口）、E上啟動協(xié)議分析器，設(shè)置過濾條件（提取IP協(xié)議），開始捕獲數(shù)據(jù)。3、主機A發(fā)送第1步中編輯好的報文。4、主機B、E停止捕獲數(shù)據(jù)，在捕獲到的數(shù)據(jù)中查找主機A所發(fā)送的數(shù)據(jù)報，并回答以下問題：第1步中主機A

6、所編輯的報文，經(jīng)過主機B到達(dá)主機E后，報文數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化？若發(fā)生變化，記錄變化的字段，并簡述發(fā)生變化的原因。答：會發(fā)生變化。MAC地址會發(fā)生變化，因為在主機B轉(zhuǎn)發(fā)報文時，數(shù)據(jù)鏈路層是依據(jù)MAC層地址來轉(zhuǎn)發(fā)的。所以MAC地址會發(fā)生變化。5、將第1步中主機A所編輯俄報文的“生存時間”設(shè)置為1,重新計算校驗和。6、主機B、E重新開始捕獲數(shù)據(jù)。7、主機A發(fā)生第5步中編輯好的報文。8、主機B、E停止捕獲數(shù)據(jù)，在捕獲到的數(shù)據(jù)中查找主機A所發(fā)送的數(shù)據(jù)報，并回答以下問題：主機B、E是否能捕獲到主機A所發(fā)送的報文？簡述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。答:主機B能捕獲主機A所發(fā)送的報文，但是主機E不能捕獲。因為主機A所發(fā)送

7、的報文把生存時間設(shè)置為1,當(dāng)報文到達(dá)主機B時，就會將生存時間減為0,當(dāng)生存時間為0時，就會丟棄報文。所以B能收到報文，但是卻不轉(zhuǎn)發(fā)，致使E不能捕獲報文。練習(xí)二：特殊的IP地址1、直接廣播地址(1) 主機A編輯IP數(shù)據(jù)報1,其中：目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。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。校驗和：在其他字段填充完畢后，計算并填充。(2) 主機A再編輯IP數(shù)據(jù)報2,其中：目的MAC地址：主機B的MAC地址(對應(yīng)于172.16.1.71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：

8、172.16.0.255。校驗和：在其他字段填充完畢后，計算并填充。(3) 主機B、C、D、E、F啟動協(xié)議分析器并設(shè)置過濾條件(提取IP協(xié)議捕獲172.16.1.72接收和發(fā)送的所有IP數(shù)據(jù)包，設(shè)置地址過濾條件如下：172.16.1.2<->Any)。(4) 主機B、C、D、E、F開始捕獲數(shù)據(jù)。(5) 主機A同時發(fā)送這兩個數(shù)據(jù)報。(6) 主機B、C、D、E、F停止捕獲數(shù)據(jù)。記錄實驗結(jié)果主機號收到IP數(shù)據(jù)報1B、C、D收到IP數(shù)據(jù)報2E、F結(jié)合實驗結(jié)果簡述直接廣播地址的作用。答：直接廣播地址的作用是，在本網(wǎng)段的所有主機都可以收到這個報文，但是不在本網(wǎng)段內(nèi)的主機就不能收到這個報文。2、

9、受限廣播地址(1) 主機A編輯一個IP數(shù)據(jù)報，其中：目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。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校驗和：在其他字段填充完畢后，計算并填充。(2) 主機B、C、D、E、F重新啟動協(xié)議分析器并設(shè)置過濾條件(提取IP協(xié)議捕獲172.16.1.72接收和發(fā)送的所有IP數(shù)據(jù)包，設(shè)置地址過濾條件如下：172.16.1.2<->Any)。(3) 主機B、C、D、E、F開始捕獲數(shù)據(jù)。(4) 主機A同時發(fā)送這兩個數(shù)據(jù)報。(5) 主機B、C、D、E、F停止捕獲數(shù)據(jù)。記錄實驗結(jié)果主機號收到主機A發(fā)送的IP

10、數(shù)據(jù)報B、C、D、E、F未收到主機A發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報無3、環(huán)回地址(1) 主機F重新啟動協(xié)議分析器開始捕獲數(shù)據(jù)并設(shè)置過濾條件(提取IP協(xié)議)。(2) 主機Eping127.0.0.1。(3) 主機F停止捕獲數(shù)據(jù)。主機F是否收到主機E發(fā)送的目的地址為127.0.0.1的IP數(shù)據(jù)報？為什么？答：F能捕獲E的數(shù)據(jù)報。因為127.0.0.1是環(huán)回地址，所以在本網(wǎng)段的主機F能收到E發(fā)送的數(shù)據(jù)報。練習(xí)三：IP數(shù)據(jù)報分片1、在主機B上使用“開始程序網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)通用版工具M(jìn)TU工具”設(shè)置以太網(wǎng)端口的MTU為800字節(jié)(兩個端口都設(shè)置)。2、主機A、B、E啟動協(xié)議分析器，打開捕獲窗口進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲并設(shè)置過

11、濾條件(提取ICMP協(xié)議)。3、在主機A上，執(zhí)行命令ping-11000172.16.0.2。4、主機A、B、E停止捕獲數(shù)據(jù)。在主機E上重新定義過濾條件(取一個ICMP數(shù)據(jù)包，按照其IP層白Identification字段設(shè)置過濾)。將ICMP報文分片信息填入下表，分析表格內(nèi)容，理解分片的過程。字段名稱分片序號1分片序號2分片序號3Identification字段值632346323463234Morefragments字段值110Fragmentoffset字段值0499999傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量548548495、主機E恢復(fù)默認(rèn)過濾器。主機A、B、E重新開始捕獲數(shù)據(jù)。6、在主機A上，執(zhí)行命令pin

12、g-12000172.16.0.72。7、主機A、B、E停止捕獲數(shù)據(jù)。察看主機A、E捕獲到的數(shù)據(jù)，比較兩者的差異，體會兩次分片過程。8、主機B上使用“開始程序網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)通用版工具M(jìn)TU工具”恢復(fù)以太網(wǎng)端口的MTU為1500字節(jié)。練習(xí)四：子網(wǎng)掩碼與路由轉(zhuǎn)發(fā)1、所有主機取消網(wǎng)關(guān)。2、主機A、C、E設(shè)置子網(wǎng)掩碼為255.255.255.224,主機B(172.16.1.71)、D、F設(shè)置子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240。3、主機Aping主機B(172.16.1.71),主機Cping主機D(172.16.1.74),主機Eping主機F(172.16.0.73)。記錄實驗結(jié)果是否ping通主