TCPIP协议实验指导书-201409 - 图文

电子科技大学通信学院

《TCP/IP 协议》

实验指导书

杨 宁 编 写

2014 年 9 月

实验拓扑说明 ..........................................................................................................1

实验 1：IP 分组交付和 ARP 协议..........................................................................2

实验 2：RIP 协议的路由更新 .................................................................................9

实验 3：OSPF 协议的多区域特性 .......................................................................14

实验 4：排错工具－Ping 和 Trace ......................................................................20

实验 5：FTP 中的 TCP 传输服务 ........................................................................26

附录 1：dynamips 与 dynagen 软件 ...................................................................30

附录 2：Wireshark 软件 ........................................................................................35

附录 3：协议数据报文格式 ...................................................................................36

目录

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 1～3 使用

Dynagen/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。

Ethernet1（VMnet1） F0/0

PC1

R1

PC2

网络云

F0/0 R2

Ethernet2（VMnet2）

PC3 PC4

Server

子网 A：192.168.11.0/24

R1 F0/0 = 192.168.11.254 R2 F0/0 = 192.168.22.254

子网 B：192.168.22.0/24

PC1: DHCP PC2: 192.168.11.2PC3: 192.168.22.3 PC4: 192.168.22.4 Server:192.168.22.253

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 Windows XP 虚拟机，Server 是由 VMware Workstation 软件实现的 Windows Server 2003 虚拟机或安装了 IIS 的 Windows XP 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。

1

【实验目的】

实验 1：IP 分组交付和 ARP 协议

【预备知识】

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

【实验原理】

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

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。

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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。

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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。

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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。