计算机网络实验五网络层协议分析实验报告.docx

南昌航空大学实验报告 年 月 日 课程名称： 计算机网络与通信 实验名称： 网络层协议分析 班 级： 学生姓名： 邓佳威 学号： 2212893107 指导教师评定： 签名： 一、实验目的 分析ARP协议报文首部格式及其解析过程；分析ICMP报文格式和协议内容并了解其应用；分析IP报文格式、IP地址的分类和IP层的路由功能；分析TCP/IP协议中网络层的分片过程。 二、实验内容 （一）ARP协议分析 1.实验原理 （1）ARP协议 ARP（address resolution protocol）是地址解析协议的简称，在实际通信中，物理网络使用硬件地址进行报文传输，IP地址不能被物理网络所识别。所以必须建立两种地址的映射关系，这一过程称为地址解析。用于将IP地址解析成硬件地址的协议就被称为地址解析协议（ARP协议）。ARP是动态协议，就是说这个过程是自动完成的。 在每台使用ARP的主机中，都保留了一个专用的内存区（称为缓存），存放最近的IP地址与硬件地址的对应关系。一旦收到ARP应答，主机就将获得的IP地址和硬件地址的对应 关系存到缓存中。当发送报文时，首先去缓存中查找相应的项，如果找到相应项后，遍将报文直接发送出去；如果找不到，在利用ARP进行解析。ARP缓存信息在一定时间内有效，过期不更新就会被删除。 （2）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。 （3）不同网段的ARP解析过程 位于不同网段的主机进行通信时，源主机只需将报文发送给它的默认网关，即只需查找或解析自己的默认网关地址即可。 （二）ICMP协议分析 1.实验原理 （1）ICMP协议 ICMP（internet control message protocol）是因特网控制报文协议[RFC792]的缩写，是因特网的标准协议。ICMP允许路由器或主机报告差错情况和提供有关信息，用以调试、监视网络。 在网络中，ICMP报文将作为IP层数据层的数据，封装在IP数据报文中进行传输。但ICMP并不是高层协议，而仍被视为网络层协议。 （2）ICMP报文的格式 由于ICMP报文的类型很多，且各自又有各自的代码，因此，ICMP并没有一个统一的报文格式以供全部ICMP信息使用。不同的ICMP类别分别有不同的报文字段。 ICMP报文只是在前4个有统一的格式，共有类型、代码和效验和3个字段。接着的4个字节的内容与ICMP报文的类型有关。再后面的数据字段的长度取决与ICMP报文的类型。 其中类型字段表示ICMP报文的类型，代码字段是为了进一步区分某种类型的几种不同情况，效验和字段用来检验整个ICMP报文。 （3）ICMP报文的分类 ICMP报文的种类可以分为ICMP差错报告报文和ICMP询问报文两种，它们各自对应的报文类型及代码如表。 ICMP报文种类 类型的值 ICMP报文的类型 差错报告报文 3 终点不可达 4 源站抑制（source quench） 11 时间超过 12 参数问题 5 路由重定向（redirect） 询问报文 8或0 回送（echo）请求或应答 13或14 时间戳（timestamp）请求或应答 17或18 地址掩码（address mask）请求或应答 10或9 路由器询问（router solicitation）或通告 ICMP差错报告报文主要有终点不可达、源站抑制、超时、参数问题和路由重定向5种。实验中主要涉及终点不可达和超时2种。其中终点不可达报文中需要区分的不同情况较多，对应的代码列表如下： 代码 描述 处理方法 代码 描述 处理方法 0 网络不可达 无路由到达主机 8 源主机被隔离（做废不用） 无路由到达主机 1 主机不可达 无路由到达主机 9 目的网络被强制禁止 无路由到达主机 2 协议不可达 连接被拒绝 10 目的主机被强制禁止 无路由到达主机 3 端口不可达 报文太长 11 由于服务类型TOS，网络不可达 无路由到达主机 4 需要进行分片但设置了不分片位 无路由到达主机 12 由于服务类型TOS，主机不可达 无路由到达主机 5 源站选路失败 无路由到达主机 13 由于过滤，通信被强制禁止 （忽略） 6 目的网络不认识 无路由到达主机 14 主机越权 （忽略） 7 目的主机不认识 无路由到达主机 15