实验七网络层协议分析
（2 学时）
一、实验题目：网络层协议分析
二、实验目的
1、分析ARP协议报文首部格式，分析并掌握ARP协议在同一网段内和不同网段间的解析过程。
2、掌握ARP高速缓存的作用。
2、分析ICMP报文格式和协议内容并了解其应用。
3、分析IP报文的首部格式并了解其各个字段的意义。
三、实验原理
ARP是用于将IP地址解析成硬件地址的协议。在每台使用ARP的主机中，都保留了一个专用的内存（称为缓存），存放最近的IP地址与硬件地址的对应关系。
1、同一网段的ARP解析过程
处在同一网段或不同网段的主机进行通信时，利用ARP协议进行地址解析的过程不同。在同一网段内通信时，如果在ARP缓存中查找不到对方主机的硬件地址，则源主机直接发送ARP请求报文，目的主机对此请求报文作出应答即可。
2、不同网段的ARP解析过程
位于不同网段的主机进行通信时，源主机只需要将报文发送给它的默认网关，即只查找或解析自己的默认网关地址即可。
四、实验内容
1、构建网络拓扑，分析同一网段和不同网段ARP的解析过程。
2、结合一个报文，分析IP协议报文格式。
3、结合截获的报文，分析ICMP报文的格式。
五、实验步骤
1、ARP报文分析
a、同一网段的ARP协议分析
（1）连接好实验设备，配置各主机
主机pc0：192.168.0.101 255.255.255.0
主机pc1：192.168.0.103 255.255.255.0
。
（2）在pc0、pc1的命令行窗口中执行以下命令
C:\arp -a
结果是------------------------------------------------------------
如果缓存非空，可以执行arp -d命令，清空ARP缓存。
（3）在pc0、pc1上运行截获报文软件。在pc0的命令行窗口中执行
ping 192.168.0.103命令。执行完之后，停止pc0、pc1上的截获报文软件。将此次结果命名为ping1。
（4）在pc0、pc1的命令行窗口中执行以下命令：
C:\arp -a
结果是-----------------------------------------------------------
（5）重复步骤（3）。将此次结果命名为ping2。
（6）分析上述截获的ping1文件，完成以下工作：
①统计有几个ARP报文。
②分析ARP报文结构：选中第一个ARP请求报文和第一个ARP应答报文，将字段值填入以下表中。
字段项ARP请求数据报文ARP应答数据报文
链路层Destination项
链路层Source项
网络层Sender MAC address
项
网络层Sender IP address项
网络层Target MAC address
项
网络层Target IP address项
③在所有报文中，ARP报文中ARP协议树的Opcode字段有两个取值1、2，两个取值分别代表什么意思？
（7）分析截获的ping2文件，完成以下工作
①比较ping1文件中截获的报文信息，少了什么报文？简述ARP Cache的作用。
②写出ARP协议在同一网段内的解析过程。
b、不同网段内ARP的解析
（1）连接实验设备。
三层交换机：
VLAN 2：192.168.2.21 255.255.255.0
VLAN 3：192.168.1.1 255.255.255.0
主机配置：
pc0：192.168.2.22 255.255.255.0 192.168.2.21（默认网关）
pc1：192.168.1.53 255.255.255.0 192.168.1.1 （默认网关）
（2）配置完后，在pc0、pc1上运行截获报文软件，在pc0的命令行窗口中执行
ping 192.168.1.53命令。执行完之后，停止两台主机上的截获报文软件，将此次结果命名为
ping3。
（3)这时，在pc0的命令行窗口中执行arp -a命令：
C:\arp -a
结果是------------------------------------------------------------
（4）分析报文，填写下列表格：
将第一条ARP请求报文和第一条ARP应答报文，将ARP请求报文和ARP应答报文中的字段信息填入下表中。
字段项ARP请求数据报文ARP应答数据报文
链路层Destination项
链路层Source项
网络层Sender MAC address
项
网络层Sender IP address项
网络层Target MAC address
项
网络层Target IP address项
（5）写出ARP协议在不同网段间解析的过程。
2、ICMP报文和IP报文分析
（1）连接好实验设备，配置各主机IP
（2）在各主机上运行截获报文软件。
（3）主机之间互ping
（4）截获ICMP报文。
（5）根据截获的ICMP报文，分析其IP首部格式和ICMP报文格式。