计算机网络协议分析-协议分析三-网际协议IP-哈理工版本.doc

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1、成绩：实验报告课程名称：计算机网络协议分析实验项目：网际协议IP(C端)姓名：专业：班级：学号：计算机科学与技术学院实验教学中心年月日实验项目名称：网际协议IP（2学时）一、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分片过程二、实验内容一、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:4位版本4位首部长度8位服务类型16位总长度（字节数）16位标识3位标志13位片偏移8位生存时间8位协议类型16位首部检验和32位源IP地址32位

2、目的IP地址选项（如果有）数据二、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

3、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

4、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。三、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172.16.0.65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（172.16.0.66）。目的I

5、P地址:主机E的IP地址（172.16.0.130）。校验和：在其他所有字段填充完毕后计算并填充。1.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。2.主机A发送第1步中编辑好的报文。3.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。4.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。5.主机B、E重新开始捕获数据。6.主机A发送第5步中

6、编辑好的报文。7.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。练习二：特殊的IP地址1.直接广播地址。主机A编辑IP数据报1，其中:目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。源MAC地址：A的MAC地址。源IP地址：A的IP地址。目的IP地址：172.16.0.255。校验和：在其他字段填充完毕后，计算并填充。主机A再编辑IP数据报2，其中:目的MAC地址：主机B的MAC地址（对应于172.16.0.65接口的MAC）。源MAC地址：A的MAC地址。源IP地址：A的IP地址。目的IP地址：172.16.0.255。校验和：在其他字段填充完毕后，计算并

7、填充。2.主机B、C、D、E、F启动协议分析器并设置过滤条件（提取IP协议，捕获172.16.0.66接收和发送的所有IP数据包，设置地址过滤条件如下：172.16.0.66<->Any）。主机B、C、D、E、F开始捕获数据。主机A发送这两个数据报。主机B、C、D、E、F停止捕获数据。3.受限广播地址。主机A编辑一个IP数据报，其中:“目的MAC地址”设置为FFFFFF-FFFFFF。“目的IP地址”设置为255.255.255.255。主机B、C、D、E、F重新启动协议分析器并设置过滤条件（提取IP协议，172.