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计算机网络,E-mail:21180494qq.com,实验三网际协议IP,实验教学提要,教学目标: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分片过程教学难点/重点:IP路由转发与分片/IP报文格式实验时数:2学时,实验关注问题,(1)IP协议的工作机制如何? (2)IP协议的报文格式怎样?(3)怎样计算IP协议中的校验和?(4)IP协议的路由转发机制是怎样的?(5) IP数据报的分片与重组过程如何?,1、实验环境及网络拓扑介绍,中软吉大网络拓扑2,1、实验环境及网络拓扑介绍(续),主机协议配置: (各个主机的各个网卡的子网掩码均为255.255.255.0 )主机A: 8139网卡IP172.16.1.X1, 默认网关172.16.1.X2主机B: 8139网卡IP-172.16.1.X2,D-LINK网卡IP172.16.0.X2主机C: 8139网卡IP172.16.1.X3,默认网关172.16.1.X2主机D: 8139网卡IP172.16.1.X4,默认网关172.16.1.X2主机E: 8139网卡IP172.16.0.X5,默认网关172.16.0.X2主机F: 8139网卡IP172.16.0.X6, 默认网关172.16.0.X2 注:X为组的代号(分别为1、2、3、4、5、6或7),2、实验原理分析(IP数据报格式),2、实验原理分析(IP数据报分片与重组 ),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。 IP数据报分片到达最终目的地后再进行重组。,2、实验原理分析(IP路由表 ),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-默认交付直接交付:路由表项的“目的地址”字段是交付主机的本网络地址特定主机交付:路由表项的“目的地址”字段是某台特定主机的IP地址特定网络交付:路由表项的“目的地址”字段是另一个网络的IP地址默认交付:路由表项的“目的地址”字段是一个默认路由器(默认网关)的IP地址,3、练习一 编辑并发送IP数据报,首先,主机B启动静态路由服务。 (方法:在命令行方式下,输入“staticroute_config”) (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172.16.1.X2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(172.16.1.X1)。目的IP地址:主机E的IP地址(172.16.0.X5)。校验和:在其他所有字段填充完毕后计算并填充。,3、练习一 编辑并发送IP数据报(续),(2)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。 (3)主机A发送第1步中编辑好的报文。 (4)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。(5)将第1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。 (6)主机B、E重新开始捕获数据。 (7)主机A发送第5步中编辑好的报文。 (8)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。,4、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172.16.1.X2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,计算并填充。,4、练习二 特殊的IP地址 (续1),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172.16.1.X1接收和发送的所有IP数据包,设置地址过滤条件如下:172.16.1.X1Any)。 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。,4、练习二 特殊的IP地址 (续2),(2)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,172.16.1.X1Any)。主机B、C、D、E、F重新开始捕获数据。主机A发送这个数据报。主机B、C、D、E、F停止捕获数据。,4、练习二 特殊的IP地址 (续3),(3)环回地址。 主机F重新启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件(提取IP协议)。主机E ping 127.0.0.1。主机F停止捕获数据。,5、练习三 IP数据报分片,(1)在主机B上使用“MTU工具” 设置以太网端口的MTU为800字节(两个端口都设置);(2)主机A、B、E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ICMP协议) ;(3)在主机A上,执行命令ping -l 1000 172.16.0.X5 ;(4)主机A、E停止捕获数据。在主机E上重新定义过滤条件(取一个ICMP数据包,按照其IP层的Identification字段设置过滤),如下图所示 ;,5、练习三 IP数据报分片 (续1),5、练习三 IP数据报分片 (续2),(5)主机E恢复默认过滤器。主机A、E重新开始捕获数据。 (6)在主机A上,执行命令ping -l 2000 172.16.0.X5。 (7)主机A、E停止捕获数据。察看主机A、E捕获到的数据,比较两者的差异,体会两次分片过程。 (8)主机B上使用“开始程序网络协议仿真教学系统 通用版工具MTU工具”恢复以太网端口的MTU为1500字节。,6、练习四 子网掩码和路由转发,(1)所有主机取消网关; (2)主机A、C、E设置子网掩码为255.255.255.224,主机B、D、F设置子网掩码为255.255.255.240;(3)主机A ping 主机B(172.16.1.X2),主机C ping 主机D(172.16.1.X4),主机E ping 主机F(172.16.0.X6)。(4)主机A设置子网掩码为255.255.255.252,主机C设置子网掩码为255.255.255.254,用主机A ping 主机C(172.16.1.X3)。,8、小 结,(1)IP协议的工作机制(2)IP协议的报文格式(3)IP协议中的校验和计算方法(4)IP协议的路由转发机制(5) IP数据报的分片与重组过程,
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