链路层协议分析实验报告

工程类实验报告

系： 计算机与信息学院 专业： 网络工程 年级： 09级 姓名： 学号： 实验课程：

实验室号：__田C 513__ 实验设备号： 48 实验时间： 指导教师签字： 成绩：

实验一 链路层协议分析

一、 实验目的和要求

1．了解以太网MAC 帧结构，初步了解TCP/IP 的主要协议和协议的层次结构。 2. 分析ARP 协议的报文格式，理解ARP 协议的解析过程。 二、实验原理

1．以太网MAC帧标准 2. IP地址与MAC地址 3. ARP协议原理 三、实验设备与环境

1. 实验设备和连接图如下图所示，一台锐捷S2126G 交换机连接了2 台PC 机，分别命名为PC1、PC2，交换机命名为Switch。

2. 实验分组

每二名同学为一组，每小组各自独立完成实验。 四、实验内容与步骤 1. 以太网链路层帧格式分析 步骤：

1.按图连接好设备，配置PC1 和PC2 的IP 地址； 2.在PC1和PC2上运行Wireshark截获报文；

3.在PC1的运行对话框中输入ping 172.29.6.32 ；

4.停止截获报文，将结果保存为MAC-48，并对截获的报文进行分析：

1）截获报文的类型及这些协议间的联系：

通过wireshark软件截到的ping命令的数据包均为icmp报文，共8个报文，其中有4个为icmp请求报文，另外4个为icmp会回复报文。Ping命令默认发送4个请求报文，大小默认为32字节，当目标主机收到请求后回复，本地主机就可以收到4个icmp回复报文，说明网络能通。

2）EthernetV2 规定以太网的MAC 层的报文格式分为7 字节的前导符、1 字节的帧首

定界、6 字节的目的 MAC 地址、6 字节的源 MAC 地址、2 字节的类型、 46～1500 字节的

数据字段和4 字节的帧尾校验字段。分析一个Ethernet V2 帧，查看这个帧由几部分组成，缺少了哪几部分？为什么？

答：这个帧由6 字节的目的 MAC 地址、6 字节的源 MAC 地址、2 字节的类型、 46～1500 字节的数据字段组成。 缺少了7 字节的前导符、1 字节的帧首定界和4 字节的帧尾校验字段。 因为7字节的前导符，其作用是

用来使接收端的适配器在接受MAC帧时能迅速调整其时钟频率，使它和发送端实现位同步。1字节的帧首定界前六位的作用和前同步码一样，后两个1表示数据就要来了。还有4字节的FCS用来快速检验帧有没出现比特差错。这三部分用过后都会在适配器上被丢弃，不会提交给上一层。因此我们抓的包中没有这些信息。

5、在： PC1 和 PC2 上运行 Wireshark 截获报文，然后进入 PC1的 Windows

命 令行窗口，执行如下命令： net send 172.29.6.32 Hello

这是 PC1向 PC2 发送消息的命令，等到 PC2 显示器上显示收到消息后，终止截获报 文。注意 PC1 和 PC2 的信使服务应启动。 答：Win 7没有信使功能。

2. ARP协议分析 实验1：ARP协议 步骤：

1.查看本机 IP 地址和 MAC 地址在命令行窗口中输入命令：ipconfig /all ，在显示结果中可以看到本机的 MAC 地址， IP 地址，子网掩码，默认网关等信息。请记录你的主机的运行结果。

答：由上图可知，MAC地址为00-10-14-00-36-7F，iP地址为192.168.0.110，子网掩码为255.255.255.0，默认网关为192.168.0.1。

2、按照如图 27 所示连接好设备，配置 PC1 和 PC2 的 IP 地址； 3、在：PC1、PC2 两台计算机上执行如下命令，清除 ARP 缓存：ARP -d * 4、在 PC1、PC2 两台计算机上执行如下命令 ARP -a，查看高速缓存中的 ARP 地址 映射表的内容

答：映射表中没有内容，被清除了。

5、在 PC1和 PC2上运行 Wireshark截获报文，为了截获和实验内容有关的报文， Wireshark 的 Captrue Filter 设置为默认方式； 6、在主机 PC1 上执行 Ping 命令向 PC2 发送数据报； 7、执行完毕，保存截获的报文并命名为 arp-1-学号；

8、在 PC1、PC2 两台计算机上再次执行 ARP -a 命令，查看高速缓存中的 ARP 地 址映射表的内容：

1）这次看到的内容和步骤 4 的内容相同吗？结合两次看到的结果，理解 ARP 高速缓存的作用。

答：跟步骤4内容不一样，多了网关和目标主机的IP和MAC地址；

ARP缓存用来暂时（生命周期完后会删除）存放学习到的IP地址与MAC地址的映射关系。便于PC间的通讯。

2）把这次看到到的高速缓存中的 ARP 地址映射表写出来。 答：192.168.1.1------->e0-05-c5-a9-0b-7a 192.168.1.100----->00-24-e8-ce-e3-45

9、重复步骤5—6，将此结果保存为 arp-2-学号； 10、打开 arp-1-学号，完成以下各题：

1）在截获的报文中由几个 ARP 报文？在以太帧中，ARP 协议类型的代码值是什么？

答：截到4个ARP报文，两个ARP请求，两个ARP回复。

ARP 的代码值为0x0806

2）打开 arp-2-学号，比较两次截获的报文有何区别？分析其原因。 答：第二次ping,没有截获ARP报文，因为在ARP缓存表中保留有目标主机的IP地址和MAC地址。

3）分析 arp-1 中 ARP 报文的结构，完成表 11。

表 11 ARP 报文分析

ARP 请求报文 字段 报文信息及参数 ARP 应答报文 字段 报文信息及参数 硬件类型 硬件地址长度 协议地址长度 操作 源站物理地址 源站 IP 地址 Ethernt（0x0001) 6 4 Request(0x0001) 硬件类型 硬件地址长度 协议地址长度 操作 Ethernet(0x0001) 6 4 Reply (0x0002) 00-24-e8-ce-e3-45 192.168.1.100 00-26-9e-bb-9a-29 源站物理地址 192.168.1.101 源站 IP 地址 目的站物理地址 00-00-00-00-00-00 目的站物理地址 00-26-9e-bb-9a-29 目的站 IP 地址 192.168.1.100

4）ARP 缓存中的表项是有生命期的，超过生命期的表项将被删除，请问这个生命期通常为 多少？说说你是如何检验这个生命期的。

答：这个生命周期通常为20 分钟，现将ARP缓存表删除，然后ping目标

目的站 IP 地址 192.168.1.101

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