编辑并发送ARP报文(同一子网).docx

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1、实验名称：编辑并发送ARP报文（同一子网）实验成绩学生姓名：学号：指导教师：班级：网络1301主机编号：2—C实验日期：2015.10.30实验目的：1.掌握ARP协议的报文格式2.掌握ARP协议的工作原理3.理解ARP高速缓存的作用实验原理：ARP报文格式   下图为ARP数据报的报文格式：图2-1 ARP报文格式ARP报文格式具有如下的一些字段：   ● 硬件类型：这是16位字段，用来定义运行ARP的网络的类型。每一个局域网基于其类型被指派给一个整数。例如，以太网的硬件类型是1。ARP可用在任何网络上。   ● 协议类型：这是16位字段

2、。用来定义协议的类型。例如，对IPv4协议，这个字段的值是0x0800。ARP可用于任何高层协议。   ● 硬件地址长度：这是一个8位字段，用来定义以字节为单位的物理地址长度。例如，以太网物理地址为6字节，所对应的硬件地址长度值为6。   ● 协议地址长度：标识用于该数据包的逻辑地址的长度，用十进制标识，单位为一个字节，例如，IPv4为4个字节，所对应的协议地址长度值为4。   ● 操作码：这是16位字段，用来定义数据包的类型。已定义了两种类型：为1时表示ARP请求，为2时表示ARP应答。   ● 发送端硬件地址：这是可变长度字段，用来定义

3、发送端的物理地址。对于以太网这个字段是6字节长。   ● 发送端逻辑地址：这是可变长度字段，用来定义发送端的逻辑地址。对于逻辑地址为IP地址的网络，该字段长度为4字节。   ● 目的端硬件地址：这是可变长度字段，用来定义目标的物理地址。对于ARP请求，字段是全0，因为发送端不知道目标的物理地址（该字段长度为可变，如以太网硬件地址为6个字节）。   ● 目的端逻辑地址：这是可变长度字段，用来定义目标的逻辑地址（该字段长度为可变，如IPv4协议的逻辑地址为4个字节）。ARP封装   ARP数据报直接封装在数据链路帧中。例如，在下图中，ARP数据

4、包封装在以太网的帧中。类型字段值为0x0806指出了此帧所携带的数据是ARP数据包。.ARP的运行过程)   数据包传输过程可分为如下步骤：   1. 发送端知道目的端的IP地址。   2. IP要求ARP创建一个ARP请求报文，其中包含了发送方的物理地址、发送方的IP地址和目的端的IP地址。目的端的物理地址用0填充。   3. 将报文传递到数据链路层，并在该层中用发送方的物理地址作为源地址，用物理广播地址作为目的地址，将其封装在一个帧中。   4. 因为该帧中包含了一个广播目的地址，所以同一链路中的每个主机或路由器都接收到这个帧。所有接收

5、到该帧的主机都将其传递到ARP层进行处理。除了目的端主机以外的所有主机都丢弃该报文。   5. 目的端主机用一个包含其物理地址的ARP应答报文做出响应，并对该报文进行单播。   6. 发送方接收到这个应答报文，这样它就知道了目标主机的物理地址。   ARP地址解析过程如下图所示。图2-3 ARP地址解析过程ARP高速缓存   在真正的协议实现中，并不是每次发送IP报文前都需要发送ARP请求报文来获取目的MAC地址。在大多数的系统中都存在着一个ARP缓存表。记录着一段时间内曾经获取过的MAC地址和IP地址的映射关系，如下图所示：图2-4 AR

6、P高速缓存   发送IP数据报前先对ARP缓存表进行查找，查看目的MAC地址是否存在于缓存表中，如果存在，则不需要发送ARP请求报文而直接使用此地址进行IP数据包的发送。如果不存在，则发送ARP请求报文，在收到ARP应答报文之后，使用应答报文中的目的MAC地址发送IP数据包，并将目的MAC地址存于ARP缓存表中供以后使用。   另外，ARP缓存表采用老化机制，在一段时间内如果表中的某一项没有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询速度。   下图描述了ARP高速缓存的使用与更新过程：图2-5 ARP高速缓存的使用与更新

7、过程实验环境（要求画出实验所用的拓扑结构）● 主机A、C、D的默认网关是172.16.1.1；主机E、F的默认网关是172.16.0.1。   ● 双网卡主机，左端物理接口为物理接口1，右端物理接口为物理接口2。实验步骤本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。1. 在主机E上启动协议编辑器，并编辑一个ARP请求报文。其中：   MAC层：       目的MAC地址：设置为FFFFFF-FFFFFF       源MAC地址：设置为主机E的MAC地址       协议类型或数据长度：0806   ARP层：       发送端硬

8、件地址：设置为主机E的MAC地址       发送端逻辑地址：设置为主机E的IP地址（172.16.0.2）       目的端硬件地址：设置为-       目的端逻辑地址：设