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实验二 ARP分组的格式及协议分析 【实验目的】 理解IP地址和MAC地址分别所起作用的范围及其对应关系； 掌握两种地址的转换原理和转换方式； 熟悉ARP协议的工作原理、作用和报文格式。 【实验内容】 分析ARP分组的结构，熟悉各个字段的内容、功能、格式和取值范围； 编辑ARP分组各字段的内容； 单个或批量发送已经编辑好的ARP分组； 分析ARP分组的会话过程。 【实验原理】 IP地址与硬件地址 硬件地址就是在网络内部对一个计算机进行寻址时所使用的地址，局域网的硬件地址就是MAC地址。在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报，在具体的物理网络内部的数据链路层中只能看见MAC帧，IP数据报被封装在MAC帧中。IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。在网络层和网络层以上使用的是IP地址，数据链路层及以下使用的硬件地址。因此，需要考虑主机或路由器怎样知道应当在MAC帧的首部填入什么样的硬件地址。 地址解析协议ARP IP地址并不能直接用来进行通信。因此当在某个特定网络中两主机要进行通信，就必须将IP地址转换成此网络的硬件地址，在局域网中就是要将IP地址转换为MAC地址，再进行通信。从IP地址到硬件地址的转换是由地址解析协议ARP来完成的。每个主机都有一个ARP高速缓存存放IP地址到硬件地址的映射表。主机A通过ARP获得主机B的硬件地址的工作过程如下： ARP进程在本局域网上广播发送一个ARP请求分组，上面有主机B的IP地址。 在本局域网上的所有主机上运行的ARP进程都收到此ARP请求分组。 主机B在ARP请求分组中见到自己的IP地址后，就向主机A发送一个ARP响应分组，上面写入自己的硬件地址。 主机A收到主机B的ARP响应分组后，就在ARP高速缓存中写入主机B的IP地址到硬件地址的映射。 主机A给B的ARP请求分组中带有A的硬件地址。 硬件长度 协议长度 操作（请求1，回答2） 发送站硬件地址（以太网是6字节） 发送站协议地址（IP是4字节） 目标硬件地址（以太网是6字节，在回答中填入） 目标协议地址（IP是4字节） 硬件类型：16bit字段，用来定义运行ARP的网络类型，例如，以太网硬件类型为1； 协议类型：16bit字段，用力定义协议的类型，例如，对IPv4协议，这个字段的值为0x0800，ARP可以用于任何高层协议； 硬件长度：8bit字段，用来定义以字节为单位的物理地址长度，例如，对以太网这个值为6； 协议长度：8bit字段，用来定义以字节为单位的逻辑地址长度，例如，对IPv4协议这个值为6； 操作：16bit字段，用来定义分组的类型，已定义了四种类型，分别是ARP请求（1）、ARP回答（2）、RARP请求（3）和RARP回答（4）； 发送站硬件地址：这是可变长度字段，用来定义发送站的物理地址，例如，对以太网这个字段是6个字节； 发送站协议地址：这是可变长度字段，用来定义发送站的逻辑地址，例如，对IPv4协议这个字段长度是4个字节； 目标硬件地址：这是可变长度字段，用来定义目标的物理地址，对以太网这个字段是6个字节，对于ARP回答报文，这个字段全0； 目标协议地址，这是可变长度字段，用来定义目标的逻辑地址，例如，对IPv4协议这个字段长度是4个字节。 【实验步骤】 练习一：分析ARP分组格式 运行报文仿真编辑器。 选择“文件”菜单中的“打开”菜单项，选择安装目录下Data目录中的报文仿真编辑器存档文件arp.pef。或者选择“操作”菜单中的“新建报文”菜单项，选择ARP类型添加一条报文记录。模本文件中的报文或新增加的报文会自动显示在报文列表框中。报文列表框中显示的内容包括：报文序号、源硬件地址和目的硬件地址。 从报文列表框中选中一条记录，报文仿真编辑器中间部分自动显示此条报文记录的协议结构树，同时16进制对照表中显示该条报文对应的16机制值。 选中协议结构树中的“ARP”结点，报文仿真编辑器右侧部分的属性列表自动显示当前ARP各个字段的内容，协议结构树中的结点与16进制对照表的内容是联动的，选中一个结点，16进制对照表中会在相应的位置改变颜色。 在属性列表中查看ARP分组中各个字段的结构和内容。 练习二：编辑MAC帧格式中的字段内容 在运行计算机网络实验系统的机器上运行系统的“ipconfig /all”命令，查看本机的IP地址和MAC地址。 运行报文仿真编辑器，选择“操作”菜单中的“增加主机”菜单项，或在界面左下方计算机列表框中右键弹出快捷菜单选择“增加主机”菜单项，在“主机信息编辑”对话框中将第一条中查看到的IP地址和MAC地址添加到主机列表中，主机列表框中显示的信息包括：网络中的主机序号、IP地址和MAC地址。 在属性列表框中编辑ARP分组的各个字段，因为实验系统与目前的主流局域网都是以