实验总结
这一次实验我们学会了计算机网络实验的以太网的报文格式,同时,通过实验上机操作也知道MAC地址的作用和MAC广播地址的作用,还掌握LLC帧文形式以及工作原理,另外也了解了MAC层的硬件地址 ,以及一些帧的结构组成,这种实验需要多人合作在实验的过程中每个都不敢懈怠,最终我们成功的完成了这次实验收获很大。
实验二、网际协议IP(4学时),拓扑结构二
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
实验原理
一、 IP报文格式
IP数据报是由IP首部加数据组成的。IP首部的最大长度不超过60字节。 IP数据报文格式如下图所示:
二、 IP分片
链路层具有最大传输单元(MTU)这个特性,它限制了数据帧的最大长度。不同的网络类型都有一个上限值。以太网通常是1500字节。如果IP层有数据包要传输,而数据包的长度超过了MTU,那么IP层就要对数据包进行分片操作。使每一片长度都小于MTU。 IP首部中“16位标识”、“3位标志”和“13位片偏移”包含了分片和重组所需的信息。另外,当数据被分片后,每个片的“16位总长度” 值要改为该片的长度值。
三、 IP路由表
大部分网络层设备都存储着一张记录路由信息的表格,称为路由表。它由许多条项目组成。网络层设备收到数据报后,根据其目的IP地址查找路由表确定数据报传输的最佳路径(下一跳)。然后利用网络层的协议重新封装数据报,利用下层提供的服务把数据报转发出去。路由表的项目一般含有五个基本字段:目的地址、网络掩码、下一跳地址、接口、度量。路由表按如下顺序匹配:直接交付->特定主机交付->特定网络交付->默认交付 四、路由选择过程
路由选择模块从IP处理模块接收到IP分组后,使用该分组的目的IP地址同路由表中的每一个项目按特定的顺序(按照前面介绍的“路由表匹配顺序”)查找匹配项,当找到第一个匹配项后就不再继续寻找了,这样就完成了路由选择过程。
匹配路由表项的方法是将IP地址与路由表中的一个项目的“子网掩码”进行按位“与”操作,然后判断运算结果是否等于该项目的“目的地址”,如果等于,则匹配成功,否则,匹配失败。
路由选择模块的工作过程如图
实验环境配置 该实验采用网络结构二。
实验步骤
主机B启动静态路由服务(方法:在命令行方式下,输入“staticroute_config”)。 按照拓扑结构图连接网络,使用拓扑验证检查连接的正确性。
练习一:编辑并发送IP数据报
1. 主机A启动仿真编辑器,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(172.16.0.2)。 校验和:在其他所有字段填充完毕后计算并填充。 IP在计算校验和时包括那些内容? 【说明】先使用仿真编辑器的“手动计算”校验和,再使用仿真编辑器的“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? 2. 答:IP报文的首部。
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. 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:报文数据发生变化。变化的字段有:“生存时间”和“首部校验和”。原因:主机B为路由器,数据包每经过一路由器“生存时间”字段的值就会减1,并重新计算校验和。
6. 将第2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:
1. 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:主机B对应于172.16.0.65的接口可以捕获到主机A所发送的报文;主机B对应于172.16.0.129的接口和主机E不能捕获到主机A所发送的报文;原因:当“生存时间”字段的值减至为0时,路由器将该报文丢弃不进行转发。
10. 上机截图记录
11. 12.