计算机网络实验实验二地址转换协议ARP.doc

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1、实验二地址转换协议ARP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：一、使用IP协议的以太网中ARP报文格式硬件类型（值为1）协议类型（值为0800H）硬件长度（值为6）协议长度（值为4）操作：请求1，响应2发送MAC地址（6字节）发送IP地址（4字节）目标端MAC地址（6字节）（并未包含在请求报文中）目标端IP地址（4字节）    字段说明：    硬件类型：表示硬件类型，例如：1表示以太网。    协议类型：表示要映射的协议类型，例如0x0800表示IP地址。    硬件长度：指明硬件地址长度，单位是字节，

2、MAC是48位，长度是6个字节。    协议长度：高层协议地址的长度，对于IP地址，长度是4个字节。    操作字段：共有二种操作类型，1表示ARP请求，2表示ARP应答。    发送方MAC：6个字节的发送方MAC地址。    发送方IP：4个字节的发送方IP地址。    目的MAC：6个字节的目的MAC地址。    目的IP：4个字节的目的IP地址。二、ARP地址解析过程，如图：练习一：领略真实的ARP（同一子网）实验步骤：1、主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“arp-a”命令，察看ARP高速缓存表，并回答以下问题：ARP高速缓存表由哪几项组成？答：状态、硬

3、件类型、协议类型、硬件地址长度、协议地址长度、接口号、队列号、尝试、超时、硬件地址、协议地址。如图：2、主机A、B、C、D启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP、ICMP）。如图：主机A、B、C、D在命令行下运行“arp-d”命令，清空ARP高速缓存。主机Aping主机D（172.16.1.4）。3、主机A、B、C、D停止捕获数据，并立即在命令行下运行“arp-a”命令察看ARP高速缓存。如图：结合协议分析器上采集到的ARP报文和ARP高速缓存表中新增加的条目，简述ARP协议的报文交互过程以及ARP高速缓存表的更新过程。答：源主机在发送IP报

4、文时，先检查高速缓存，若找到目的主机IP地址对应的MAC地址，则开始发送报文，若没有，则发送一个带有ARP报文的以太网广播帧询问，在收到目的主机返回的ARP响应报文后更新高速缓存再发送IP报文。捕获协议如图：思考题：1.ARP分组的长度是固定的吗？试加以解释。答：不是。ARP报文格式对任何协议和硬件地址都是充分通用的对于不同的网络ARP分组的长度可能不同。ARP分组中含有HTYPE（硬件类型）字段，用来定义运行ARP的网络类型（例如以太网是类型1），ARP分组中包含HLEN（硬件长度）字段，用来定义以字节为单位的物理地址长度（例如以太网为6）。ARP分组中包含SHA

5、（发送端硬件地址）和THA（目标硬件地址）用来定义物理地址，这两个字段都是可变长度字段。2.试解释为什么ARP高速缓存每存入一个项目就要设置10-20分钟的超时计时器。这个时间设置得太大或太小会出现什么问题？答超时计时器用来维护ARP高速缓存，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。时间设置得太大就会导致ARP缓存表的长度过长或者过旧，IP地址与MAC地址的映射关系可能已经发生改变，但ARP缓存表却还没更新。时间设置得太小会导致ARP高速缓存更改过于频繁，从而导致ARP广播数据包在网络上大量出现，增加网络流量

6、，并降低了工作速度。1.至少举出两种不需要发送ARP请求分组的情况。答：当目的IP在ARP高速缓存中有对应的项目或者目的IP是广播地址时都不用发送ARP请求。