信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 实验二:ARP协议分析 实验目的 1、了解ARP协议; 2、熟悉ARP报文结构 3、掌握ARP协议的工作原理。 实验学时 秘家吧回死亮回 2学时 三、实验类型 口 验证性 扫码看步骤 扫码看演示 四、实验需求 1、硬件 每人配备计算机1台,不低于双核CPU、8G内存、500GB硬盘 2、软件 推荐 Ubuntu Desktop操作系统,安装GNS3仿真软件。 支持 Windows操作系统,安装GNS3仿真软件。 3、网络 计算机使用固定IP地址接入局域网,并支持对互联网的访问 4、工具 无 、实验任务 1、完成ARP报文结构分析 2、完成VLAN内ARP解析过程的分析: 3、完成VLAN间ARP解析过程的分析: 4、完成跨三层设备不同网络间ARP解析过程分析。 六、实验考核 1、基础考核:实验报告册 2、实训考核:无 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第1页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 1 页 实验二：ARP 协议分析 一、实验目的 1、了解 ARP 协议； 2、熟悉 ARP 报文结构； 3、掌握 ARP 协议的工作原理。 二、实验学时 2 学时 三、实验类型 验证性 四、实验需求 1、硬件 每人配备计算机 1 台，不低于双核 CPU、8G 内存、500GB 硬盘。 2、软件 推荐 Ubuntu Desktop 操作系统，安装 GNS 3 仿真软件。 支持 Windows 操作系统，安装 GNS 3 仿真软件。 3、网络 计算机使用固定 IP 地址接入局域网，并支持对互联网的访问。 4、工具 无。 五、实验任务 1、完成 ARP 报文结构分析； 2、完成 VLAN 内 ARP 解析过程的分析； 3、完成 VLAN 间 ARP 解析过程的分析； 4、完成跨三层设备不同网络间 ARP 解析过程分析。 六、实验考核 1、基础考核：实验报告册 2、实训考核：无 扫码看步骤 扫码看演示
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 七、实验内容及步骤 在实验一的基础上开展本次实验,拓扑结构如图0-1所示 RS-2 SW-1 SW-2 米 vPCsVPCS VPCs VPCsVPCS VPCsVPcs ost-l Host-2 Host-3 Host-4 Host-5 Host-6 Host-7 Host-S AN11:172.16,64254/24 412:172.16.6525424 三轴 图0-1网络拓扑 任务1:ARP报文结构分析 步骤01:清空主机Host-1的ARP表 在Host-1终端上,通过命令清空ARP表。 参考命令: 步骤02:使用 Wireshark记录主机Host1的所有通信报文 右击Host1与SW-1的链路,选择“ start capture”进行抓包,结果如图1-1所示 步骤03:在主机Host1上Png主机Host2 在Host1终端上,执行Png命令。 参考命令: ping17216.642 步骤04:在 Wireshark上筛选出Host-1的ARP报文 在 Wireshark的过滤器中输入“arp”,查看Host1收发的ARP报文,如图1-2所示 图1-1 Wireshark抓包 图1-2筛选arp报文 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第2页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 2 页 七、实验内容及步骤 在实验一的基础上开展本次实验，拓扑结构如图 0-1 所示。 任务 1：ARP 报文结构分析 步骤 01：清空主机 Host-1 的 ARP 表 在 Host-1 终端上，通过命令清空 ARP 表。 参考命令： clear arp 步骤 02：使用 Wireshark 记录主机 Host-1 的所有通信报文 右击 Host-1 与 SW-1 的链路，选择“start capture”进行抓包，结果如图 1-1 所示。 步骤 03：在主机 Host-1 上 Ping 主机 Host-2 在 Host-1 终端上，执行 Ping 命令。 参考命令： ping 172.16.64.2 步骤 04：在 Wireshark 上筛选出 Host-1 的 ARP 报文 在 Wireshark 的过滤器中输入“arp”，查看 Host-1 收发的 ARP 报文，如图 1-2 所示。 图 0-1 网络拓扑 图 1-1 Wireshark 抓包 图 1-2 筛选 arp 报文
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 步骤05:分析Host1发出的ARP请求报文结构 在 Wireshark中选择任意一条ARP请求报文进行详细分析,如图1-3所示,将分析结果 填写到表1-1。 Ele Edt yew co capture Anayze sabat eless Tools Help ■⊙遍Q《)3即三△画 at"s07s明 c 1眙 HElp Q 7 Address Resolution protocel packets 162Displayed: 2 (1. 2) Profile: Default 图1-3ARP请求报文结构 表1-1ARP请求报文分析 序号 字段名称 字段长度 起始位置 字段值 字段表示的信息 Hardware 第位 type Protocol 第位 Hardware 第位 otocol 第位 Opcode 第位 Sender MAc 第位 Target MAC 第位 数据包的详细内容 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第3页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 3 页 步骤 05：分析 Host-1 发出的 ARP 请求报文结构 在 Wireshar 中选择任意一条 ARP 请求报文进行详细分析，如图 1-3 所示，将分析结果 填写到表 1-1。 表 1-1 ARP 请求报文分析 序号 字段名称 字段长度 起始位置 字段值 字段表示的信息 1 Hardware type 第 位 2 Protocol type 第 位 3 Hardware size 第 位 4 Protocol size 第 位 5 Opcode 第 位 6 Sender MAC address 第 位 7 Sender IP address 第 位 8 Target MAC address 第 位 9 Target IP address 第 位 10 数据包的详细内容 图 1-3 ARP 请求报文结构
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 步骤07:分析Host-1收到的ARP响应报文结构 在 Wireshark中选择任意一条响应报文进行详细分析,如图1-4所示,分析结果填写到 表1-2。 Lile EdR yew o Capture Analze statstics Telephony wireless Tools arp Protocol 出应出m Ma' N6.7mw Sauce. Pace se wv- Dento ecse AAM-Lemyth 64- wo T/276842k st 00-0/tasso HElp Packets: 178 Displayed: 211. 1%) Protile: De 图1-4ARP应答报文结构 表1-2ARP应答报文分析 序号 段名称 字段长度 起始位置 字段值 字段表示的信息 Hardware 第位 Protocol 第位 type Hardware 第位 sIze Protocol 4 第位 Sender mAc 6 第位 Sender ip address arge 数据包的详细内容 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第4页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 4 页 步骤 07：分析 Host-1 收到的 ARP 响应报文结构 在 Wireshar 中选择任意一条响应报文进行详细分析，如图 1-4 所示，分析结果填写到 表 1-2。 表 1-2 ARP 应答报文分析 序号 字段名称 字段长度 起始位置 字段值 字段表示的信息 1 Hardware type 第 位 2 Protocol type 第 位 3 Hardware size 第 位 4 Protocol size 第 位 5 Opcode 第 位 6 Sender MAC address 第 位 7 Sender IP address 第 位 8 Target MAC address 第 位 9 Target IP address 第 位 10 数据包的详细内容 图 1-4 ARP 应答报文结构
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 步骤08:对比分析ARP请求报文和响应报文结构 比较ARP请求报文与响应报文的5个关键差别,并填写表13 表1-3ARP通信过程报文对比分析 请求报文 应答报文 序号字段名称 字段值 字段表示信息 字段值字段表示的信息 2 5 详细对比描述 任务2:VLAN内ARP地址解析过程分析 步骤01:清空主机Host1的ARP表 步骤02:使用 Wireshark记录主机Host-1和Host3的所有通信报文 分别在主机Host-1和Host3抓取报文,如图2-1所示 NET-A NET-B 兴 fo/l e0 e0 Host-2 Host-3 Host-4 Host-5 Host-6 Ho AN11:1721664254/24 LAN11:19216864254/24 vLAN12:172.16.65.254/24 vLAN100:10.0.1.1/30 图2-1分别在Host-1和Host-3抓包 步骤03:在主机Host1上Png主机Host3 步骤04:在 Wireshark上筛选出与Host3对应的ARP请求与响应报文 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第5页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 5 页 步骤 08：对比分析 ARP 请求报文和响应报文结构 比较 ARP 请求报文与响应报文的 5 个关键差别，并填写表 1-3。 表 1-3 ARP 通信过程报文对比分析 序号 字段名称 请求报文 应答报文 字段值 字段表示信息 字段值 字段表示的信息 1 2 3 4 5 6 详细对比描述 任务 2： VLAN 内 ARP 地址解析过程分析 步骤 01：清空主机 Host-1 的 ARP 表 步骤 02：使用 Wireshark 记录主机 Host-1 和 Host-3 的所有通信报文 分别在主机 Host-1 和 Host-3 抓取报文，如图 2-1 所示。 步骤 03：在主机 Host-1 上 Ping 主机 Host-3 步骤 04：在 Wireshark 上筛选出与 Host-3 对应的 ARP 请求与响应报文 图 2-1 分别在 Host-1 和 Host-3 抓包
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 在两个抓包点上筛选出ARP报文,如图22和23所示。 a 二二“二”如 兰部品二雷出品# 图2-2Host-1收发的ARP报文 图2-3Host-3收发的ARP报文 步骤05:分析主机Host1在Ping主机Host3时的ARP地址解析过程 根据以上两个抓包点上获取的ARP数据,分析ARP地址解析过程,并填写表2-1。 表2-1Host-1到Host3间ARP地址解析过程分析 是否发送ARP请求报文厂是 arget IP地址 是否发送ARP应答报文厂是 Target IP地址 Host 是否接收ARP请求报文□是 Sender ip地址 是否接收ARP应答报文厂是 Sender ip地址 是否发送ARP请求报文厂是 Target IP地址 是否发送ARP应答报文「是 Target IP地址 Host-3 是否接收ARP请求报文「是 SenderO地址 是否接收ARP应答报文厂是 Sender ip地址 步骤06:ARP缓存的应用分析 当主机Host-1的ARP表中存在相关ARP记录时,再次Png主机Host3,ARP缓存 表缓存的是ARP地址解析的结果 当ARP缓存表中不存在相关ARP表项时,主机进行ARP地址解析,并将结果存入A RP缓存表,生成ARP表项 当ARP缓存表中存在相关ARP表项,主机直接使用ARP表项中的MAC地址封装数 据帧,不再进行ARP地址解析,如图24与25所示。 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第6页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 6 页 在两个抓包点上筛选出 ARP 报文，如图 2-2 和 2-3 所示。 步骤 05：分析主机 Host-1 在 Ping 主机 Host-3 时的 ARP 地址解析过程 根据以上两个抓包点上获取的 ARP 数据，分析 ARP 地址解析过程，并填写表 2-1。 表 2-1 Host-1 到 Host-3 间 ARP 地址解析过程分析 Host-1 是否发送 ARP 请求报文 是 Target IP 地址 是否发送 ARP 应答报文 是 Target IP 地址 是否接收 ARP 请求报文 是 Sender IP 地址 是否接收 ARP 应答报文 是 Sender IP 地址 Host-3 是否发送 ARP 请求报文 是 Target IP 地址 是否发送 ARP 应答报文 是 Target IP 地址 是否接收 ARP 请求报文 是 Sender IP 地址 是否接收 ARP 应答报文 是 Sender IP 地址 步骤 06：ARP 缓存的应用分析 当主机 Host-1 的 ARP 表中存在相关 ARP 记录时，再次 Ping 主机 Host-3，ARP 缓存 表缓存的是 ARP 地址解析的结果。 当 ARP 缓存表中不存在相关 ARP 表项时，主机进行 ARP 地址解析，并将结果存入 A RP 缓存表，生成 ARP 表项。 当 ARP 缓存表中存在相关 ARP 表项，主机直接使用 ARP 表项中的 MAC 地址封装数 据帧，不再进行 ARP 地址解析，如图 2-4 与 2-5 所示。 图 2-2 Host-1 收发的 ARP 报文 图 2-3 Host-3 收发的 ARP 报文
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 “a们 〓#2〓需出 2-4Host-1收发的报文 图2-5Host-3收发的报文 步骤07:对比分析ARP缓存对ARP地址解析的影响 根据以上两个抓包点的抓包,分析ARP表的作用,并填写表2-1 表21ARP表对ARP地址解析的影响 分析项 是/ 不存在相关ARP表项时是否进行ARP地址 址解析 存在相关ARP表项时是否进行ARP地址解析 任务3:不同vLAN间ARP地址解析过程分析 步骤01:清空主机Host1的ARP表 步骤02:使用 Wireshark记录主机Host-1和Host-4的所有通信报文 分别在主机Host-1和Host4抓包,如图31所示。 RS-1 RS-2 Sw-3 sW-4 csvPcsvPCS Host-1 Host-2 Host-3 Host-4 Host-5 Host-6 Host-7 Host-B ost1:172 vLAN11:172.16.64.254/24Host2:172. 66124 vLAN12:172.16.65254/24Host3:172.16.642/24 Host4:172.16.652/24 Host8:192.168.652/24vLAN100:10.0.12/30 图3-1分别在Host-1和Host-3抓包 步骤03:在主机Host1上Png主机Host4 步骤04:在 Wireshark上筛选出与Host-4对应的ARP请求与响应报文 在两个抓包点上筛选出的ARP报文如图3-3与34所示 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第7页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 7 页 步骤 07：对比分析 ARP 缓存对 ARP 地址解析的影响 根据以上两个抓包点的抓包，分析 ARP 表的作用，并填写表 2-1。 表 2-1 ARP 表对 ARP 地址解析的影响 分析项 是/否 不存在相关 ARP 表项时是否进行 ARP 地址解析 存在相关 ARP 表项时是否进行 ARP 地址解析 任务 3：不同 VLAN 间 ARP 地址解析过程分析 步骤 01：清空主机 Host-1 的 ARP 表 步骤 02：使用 Wireshark 记录主机 Host-1 和 Host-4 的所有通信报文 分别在主机 Host-1 和 Host-4 抓包，如图 3-1 所示。 步骤 03：在主机 Host-1 上 Ping 主机 Host-4 步骤 04：在 Wireshark 上筛选出与 Host-4 对应的 ARP 请求与响应报文 在两个抓包点上筛选出的 ARP 报文如图 3-3 与 3-4 所示。 图 3-1 分别在 Host-1 和 Host-3 抓包 图 2-4 Host-1 收发的报文 图 2-5 Host-3 收发的报文
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 图3-3Host-1收发的ARP报文 图3-4Host-4收发的ARP报文 步骤05:查看主机Host1和三层交换机RS-1的路由表 主机Host-1和RS1的路由表如图35、3-6所示。 图3-5Host-1路由表 图3-6RS-1路由表 步骤06:分析主机Host1在Ping主机Host4时的ARP地址解析过程 根据以上两个抓包点的报文分析,分析ARP地址解析过程,并填写表3-1 表3-1Host-1到Host4间ARP地址解析过程分析 是否发送ARP请求报文厂是 Target IP地址 是否发送ARP应答报文厂是 Target IP地址 Host-I 是否接收ARP请求报文厂是 Sender ip地址 是否接收ARP应答报文厂是 Sender ip地址 是否发送ARP请求报文厂是 Target IP地址 是否发送ARP应答报文厂是 Target IP地址 RS-1 是否接收ARP请求报文厂是 Sender ip地址 是否接收ARP应答报文厂是 Sender ip地址 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第8页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 8 页 步骤 05：查看主机 Host-1 和三层交换机 RS-1 的路由表 主机 Host-1 和 RS1 的路由表如图 3-5、3-6 所示。 步骤 06：分析主机 Host-1 在 Ping 主机 Host-4 时的 ARP 地址解析过程 根据以上两个抓包点的报文分析，分析 ARP 地址解析过程，并填写表 3-1。 表 3-1 Host-1 到 Host-4 间 ARP 地址解析过程分析 Host-1 是否发送 ARP 请求报文 是 Target IP 地址 是否发送 ARP 应答报文 是 Target IP 地址 是否接收 ARP 请求报文 是 Sender IP 地址 是否接收 ARP 应答报文 是 Sender IP 地址 RS-1 是否发送 ARP 请求报文 是 Target IP 地址 是否发送 ARP 应答报文 是 Target IP 地址 是否接收 ARP 请求报文 是 Sender IP 地址 是否接收 ARP 应答报文 是 Sender IP 地址 图 3-3 Host-1 收发的 ARP 报文 图 3-5 Host-1 路由表 图 3-6 RS-1 路由表 图 3-4 Host-4 收发的 ARP 报文
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 是否发送ARP请求报文厂是 Target IP地址 是否发送ARP应答报文厂是 arget IP地址 Host-4 是否接收ARP请求报文厂是 Sender Ip地址 是否接收ARP应答报文厂是 Sender ip地址 步骤07:对比分析Ping主机Host3与Host4时ARP地址解析过程的不同 根据对以上两种情况的ARP地址解析的分析,比较地址解析过程中的不同之处,并填 写表3-2。 表3-2以上两种情况下ARP地址解析的不同之处 路由 VLAN内ARP地址 172.16.64.1->172.16.64.2 解析过程 对应ARP地址解析 Sender:172.16641- Target:172.16.642 路由 72.16.64.1->172.16.6425 VLAN间ARP地址 172.1665254>172.16.652 解析过程 对应ARP地址解析 任务4:跨三层设备的网络间ARP地址解析过程分析 步骤01:清空主机Host1的ARP表 步骤02:使用 Wireshark记录主机Host1和Host-8的所有通信报文,记录三层交换 机RS-1与RS2之间的所有通信报文 分别在主机Host-1和Host8以及RS1与RS2之间抓包,如图4-1所示 步骤03:在主机Host1上Ping主机Host8 步骤04:在 Wireshark上筛选出与Host8对应的ARP请求与响应报文 步骤05:查看RS2的路由表 三层交换机RS2的路由表如图45所示 步骤06:分析主机Host1在Png主机Host8时的ARP地址解析过程 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第9页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 9 页 Host-4 是否发送 ARP 请求报文 是 Target IP 地址 是否发送 ARP 应答报文 是 Target IP 地址 是否接收 ARP 请求报文 是 Sender IP 地址 是否接收 ARP 应答报文 是 Sender IP 地址 步骤 07：对比分析 Ping 主机 Host-3 与 Host-4 时 ARP 地址解析过程的不同 根据对以上两种情况的 ARP 地址解析的分析，比较地址解析过程中的不同之处，并填 写表 3-2。 表 3-2 以上两种情况下 ARP 地址解析的不同之处 VLAN 内 ARP 地址 解析过程 路由 172.16.64.1->172.16.64.2 对应 ARP 地址解析 Sender:172.16.64.1->Target:172.16.64.2 VLAN 间 ARP 地址 解析过程 路由 172.16.64.1->172.16.64.254 172.16.65.254->172.16.65.2 对应 ARP 地址解析 任务 4：跨三层设备的网络间 ARP 地址解析过程分析 步骤 01：清空主机 Host-1 的 ARP 表 步骤 02：使用 Wireshark 记录主机 Host-1 和 Host-8 的所有通信报文，记录三层交换 机 RS-1 与 RS-2 之间的所有通信报文 分别在主机 Host-1 和 Host-8 以及 RS-1 与 RS-2 之间抓包，如图 4-1 所示。 步骤 03：在主机 Host-1 上 Ping 主机 Host-8 步骤 04：在 Wireshark 上筛选出与 Host-8 对应的 ARP 请求与响应报文 步骤 05：查看 RS-2 的路由表 三层交换机 RS-2 的路由表如图 4-5 所示。 步骤 06：分析主机 Host-1 在 Ping 主机 Host-8 时的 ARP 地址解析过程
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 NET-B 5-1 兴 界目眼 SW-3 SW-4 vPcs VPCsVPCs vPCS vpcsVPCSyPCSvPCS Host-1 Host-2 Host-7 Host-8 Rs=1: Host-5:192.16864.1/24Rs-2: vLAN11:172.16.64.254/24 92165.6424%AN2562 vLAN100:10.0.1.1/30 ost-8:192168.652/24vLAN100:10,0.1.2/30 图4-1分别在Host-1和Host-8以及RS-1与RS-2之间抓包 pertodtc down Loaded statie route of last resort is not set 172, 16.0.8/24 is subnetted, 2 subnets 图4-5RS-2路由表 根据以上三个抓包点报文数据,分析ARP地址解析过程,并填写表4-1 表4-1Host-1到Host8间ARP地址解析过程分析 是否发送ARP请求报文厂是 Target IP地址 是否发送ARP应答报文厂是 Target IP地址 是否接收ARP请求报文厂是 Sender ip地址 是否接收ARP应答报文厂是 Sender ip地址 RS!是否发送ARP请求报文厂是 Target IP地址 信息管理与信息系统教研室/阮晓龙/13938213680/第10页
信息管理与信息系统专业《计算机网络原理》实验指导书 信息管理与信息系统教研室 / 阮晓龙 / 13938213680 / 第 10 页 根据以上三个抓包点报文数据，分析 ARP 地址解析过程，并填写表 4-1。 表 4-1 Host-1 到 Host-8 间 ARP 地址解析过程分析 Host-1 是否发送 ARP 请求报文 是 Target IP 地址 是否发送 ARP 应答报文 是 Target IP 地址 是否接收 ARP 请求报文 是 Sender IP 地址 是否接收 ARP 应答报文 是 Sender IP 地址 RS-1 是否发送 ARP 请求报文 是 Target IP 地址 图 4-1 分别在 Host-1 和 Host-8 以及 RS-1 与 RS-2 之间抓包 图 4-5 RS-2 路由表