實驗四：ARP協(xié)議分析

1、實驗4.1 ARP協(xié)議分析ARP，全稱Address Resolution Protocol，中文名為地址解析協(xié)議，它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，在本層和硬件接口聯(lián)系，同時對上層提供服務(wù)。IP數(shù)據(jù)包常通過以太網(wǎng)發(fā)送，以太網(wǎng)設(shè)備并不識別32位IP地址，它們是以48位以太網(wǎng)地址傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包。因此，必須把IP目的地址轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)目的地址。在以太網(wǎng)中，一個主機要和另一個主機進行直接通信，必須要知道目標主機的MAC地址。但這個目標MAC地址是如何獲得的呢？它就是通過地址解析協(xié)議獲得的。ARP協(xié)議用于將網(wǎng)絡(luò)中的IP地址解析為的硬件地址（MAC地址），以保證通信的順利進行。1. ARP和RARP報頭結(jié)構(gòu)ARP和R

2、ARP使用相同的報頭結(jié)構(gòu)硬件類型字段：指明了發(fā)送方想知道的硬件接口類型，以太網(wǎng)的值為1；協(xié)議類型字段：指明了發(fā)送方提供的高層協(xié)議類型，IP為0800（16進制）；硬件地址長度和協(xié)議長度：指明了硬件地址和高層協(xié)議地址的長度，這樣ARP報文就可以在任意硬件和任意協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中使用；操作字段：用來表示這個報文的類型，ARP請求為1，ARP響應(yīng)為2，RARP請求為3，RARP響應(yīng)為4；發(fā)送方的硬件地址（0-3字節(jié)）：源主機硬件地址的前3個字節(jié)；發(fā)送方的硬件地址（4-5字節(jié)）：源主機硬件地址的后3個字節(jié)；發(fā)送方IP（0-1字節(jié)）：源主機硬件地址的前2個字節(jié)；發(fā)送方IP（2-3字節(jié)）：源主機硬件地址的后2個

3、字節(jié)；目的硬件地址（0-1字節(jié)）：目的主機硬件地址的前2個字節(jié)；目的硬件地址（2-5字節(jié)）：目的主機硬件地址的后4個字節(jié)；目的IP（0-3字節(jié)）：目的主機的IP地址。ARP的工作原理如下 ：1. 首先，每臺主機都會在自己的ARP緩沖區(qū) (ARP Cache)中建立一個 ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的對應(yīng)關(guān)系。 2. 當(dāng)源主機需要將一個數(shù)據(jù)包要發(fā)送到目的主機時，會首先檢查自己 ARP列表中是否存在該 IP地址對應(yīng)的MAC地址，如果有就直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送到這個MAC地址；如果沒有，就向本地網(wǎng)段發(fā)起一個ARP請求的廣播包，查詢此目的主機對應(yīng)的MAC地址。此ARP請求數(shù)據(jù)包里包括源主機的IP地

4、址、硬件地址、以及目的主機的IP地址。3. 網(wǎng)絡(luò)中所有的主機收到這個ARP請求后，會檢查數(shù)據(jù)包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此數(shù)據(jù)包；如果相同，該主機首先將發(fā)送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已經(jīng)存在該IP的信息，則將其覆蓋，然后給源主機發(fā)送一個 ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包，告訴對方自己是它需要查找的MAC地址；4.源主機收到這個ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包后，將得到的目的主機的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息開始數(shù)據(jù)的傳輸。如果源主機一直沒有收到ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包，表示ARP查詢失敗 Arp s添加靜態(tài)ARP緩存表項，該表項是永久性的

5、，除非用arp d刪除；動態(tài)arp緩存表項有有限的生存時間，在pc上ping某ip后，獲得該ip的mac地址后，Arp a觀察動態(tài)arp緩存的生存時間；觀察在2分鐘內(nèi)未使用該arp表項的話，該表項會被自動刪除，如果在2分鐘內(nèi)使用了該表項，會從使用之時起，該表項的生存時間再延長2分鐘。 1、關(guān)于arp緩存表項的生存期(有效時間)在默認情況下，Windows Server 2003家族和Windows XP中，ARP緩存中的表項僅存儲2分鐘。如果一個ARP緩存表項在2分鐘內(nèi)被用到，則其期限再延長2分鐘，直到最大生命期限10分鐘為止。超過10分鐘的最大期限后，ARP緩存表項將被移出，并且通過另外一個

6、ARP請求ARP回應(yīng)交換來獲得新的對應(yīng)關(guān)系。 2、無償ARP和重復(fù)的IP地址檢測 ARP可以被用來檢測重復(fù)的IP地址，這是通過傳送一種叫做無償ARP的ARP請求來完成的。無償ARP就是一個發(fā)往自己IP地址的ARP請求。在無償ARP中，SPA(發(fā)送者協(xié)議地址)和TPA(目標協(xié)議地址)被設(shè)置成同一個IP地址。如果節(jié)點發(fā)送一個發(fā)往自己IP地址的ARP請求，就不應(yīng)收到任何一個ARP回應(yīng)幀，這樣節(jié)點就可以判斷沒有其他節(jié)點使用跟它相同的IP地址。如果節(jié)點發(fā)送一個發(fā)往自己IP地址的ARP請求，結(jié)果收到ARP回應(yīng)，這樣此節(jié)點就可以判斷有另外一個節(jié)點使用同樣的IP地址。如果發(fā)送了3個無償ARP后，都沒有收到AR

7、P回應(yīng)，IP就假定此IP地址在此網(wǎng)絡(luò)段中是唯一的。 步驟：arp d刪除所有表項；ping 某個ip，觸發(fā)arp過程；用ethereal觀察arp過程；arp a觀察mac地址。用ethereal觀察arp分組。在一臺PC1上設(shè)置IP，然后在另一個PC2上設(shè)置相同的IP，用ethereal抓arp包，會發(fā)現(xiàn)pc2在設(shè)置完IP后，會首先發(fā)送一個無償arp請求，pc1收到后，會向pc2回復(fù)，在重復(fù)這樣三次后，就可以確定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)具有與之相同的ip主機，pc2就無法初始化其tcp/ip協(xié)議棧了。 實驗4.2 ICMP協(xié)議分析ICMP協(xié)議屬于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，用于在IP主機與路由器之間傳遞網(wǎng)絡(luò)是否通暢、主機是否

8、可達、路由是否可用等控制消息。ICMP的全稱是 Internet Control Message Protocol 。從技術(shù)角度來說，ICMP就是一個“錯誤偵測與回報機制”，其目的就是讓我們能夠檢測網(wǎng)路的連線狀況也能確保連線的準確性其功能主要有：偵測遠端主機是否存在。建立及維護路由資料。重導(dǎo)資料傳送路徑。資料流量控制消息格式：1. 回送或回送響應(yīng)我們使用一個ICMP ECHO數(shù)據(jù)包來探測主機地址是否存活（當(dāng)然在主機沒有被配置為過濾ICMP形式），通過簡單的發(fā)送一個ICMP ECHO(Type 8)數(shù)據(jù)包到目標主機，如果ICMP ECHO Reply(ICMP type 0)數(shù)據(jù)包接受到，說明主

9、機是存活狀態(tài)。如果沒有就可以初步判斷主機沒有在線或者使用了某些過濾設(shè)備過濾了ICMP的REPLY。這種機制就是我們通常所用的ping命令來檢測目標主機是否可以ping到.回送消息的源地址是回送響應(yīng)消息的目的地址。若要形成一個回送響應(yīng)消息，應(yīng)該將源和目的地址交換，將類型代碼更改為0，重新計算機校驗碼。類型：8代表回送消息；0代表回送響應(yīng)消息。代碼：02. 超時報文類型：11代碼：0 = 傳送超時；1 = 分段級裝超時3. 目標主機不可達報文類型：3代碼：0 = 網(wǎng)絡(luò)不可達；1 = 主機不可達；2 = 協(xié)議不可用；3 = 端口不可達；4 = 需要段和DF設(shè)置；5 = 源路由失??；步驟：1、分析上次

10、課ping命令中的ICMP分組；2、用ping命令探測網(wǎng)絡(luò)上較遠的結(jié)點，但把TTL設(shè)置較小(如本例中的3)，如：ping i 3 59.66.110.1，察看返回信息，并用ethereal看59.66.110.1返回的ICMP超時信息，看ICMP分組內(nèi)容。3、再ping其它的主機，實現(xiàn)不可達的返回消息。實驗4.3 數(shù)據(jù)包收發(fā)的整個流程兩臺同一網(wǎng)絡(luò)中PC機之間的數(shù)據(jù)包收發(fā)過程兩臺不同局域網(wǎng)中PC機之間數(shù)據(jù)收發(fā)的過程可以用ping來做實驗兩臺同一網(wǎng)絡(luò)中PC機之間的數(shù)據(jù)包收發(fā)過程實驗過程中記得先把雙方的arp表清除掉要寫出詳細的流程兩臺不同局域網(wǎng)中PC機之間數(shù)據(jù)收發(fā)的過程由于不在同一局域網(wǎng)中的PC機

11、不好找，可以通過ping 這樣的方式來觀察PC機向外部網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)的過程，以及路由器返回給PC機的過程。通過這個過程來推測出兩臺不在同一局域網(wǎng)中PC機之間的通信過程。實驗5在實驗室的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進行實際路由器的配置實驗室的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實驗方案實驗方案十五臺機器配置一個子網(wǎng)一個子網(wǎng)中有4臺路由器一個juniper-4350一個或兩個cisco-2800一個或兩個h3c自己設(shè)計實驗方案，可以讓子網(wǎng)中的pc機互通子網(wǎng)中不同路由器之間學(xué)習(xí)路由或者不同子網(wǎng)間互通自學(xué)一些juniper和h3c的配置命令一個小組一起配置采用4臺終端接入服務(wù)器服務(wù)器地址：192.168.0.91192.168.0.92192.168

12、.0.94192.168.0.95每臺終端服務(wù)器有24個接口每個接口連接到一個設(shè)備的console口上端口映射物理端口 1 - 邏輯端口 3000telnet 192.168.0.91 3000H3c簡單配置命令命令簡介 舊新解釋showdisplay顯示noundo刪除/取消userlocal-user新建用戶endreturn退回到系統(tǒng)視圖exitquit返回上級視圖exitlogouttelnet的推出命令簡介 router riprip啟動riprouter ospfospf啟動ospfrouter bgpbgp啟動bgphostnamesysname設(shè)置主機名字access-list

13、acl控制訪問列表writesave保存配置erasedelete刪除配置命令簡介 0simple明文7cipher密文hostip hosthost名字和ip地址對應(yīng)logginginfo-center日志信息encapslutionlink-pro封裝鏈路層協(xié)議show versiondisp version顯示版本show rundisp current-configuration顯示當(dāng)前配置show tech-supportdisp base-information顯示全面的信息show startdisp saved-configuration顯示已保存的配置2)顯示系統(tǒng)狀態(tài)信息利用

14、display命令可以收集系統(tǒng)狀態(tài)信息，根據(jù)功能可以劃分為以下幾類：顯示系統(tǒng)配置信息的命令顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)的命令顯示系統(tǒng)統(tǒng)計信息的命令操作命令顯示系統(tǒng)版本display version slot-id 顯示詳細的系統(tǒng)版本信息vrbd顯示系統(tǒng)時鐘display clock顯示終端用戶display users all 顯示起始配置信息display saved-configuration顯示當(dāng)前配置信息display current-configuration顯示當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)存使用情況display memory配置cisco靜態(tài)路由：enconf tinterface G0/0CISCO2821

15、-RACK5(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0CISCO2821-RACK5(config-if)#no shutdownCISCO2821-RACK5(config)#ip route 10.1.4.0 255.255.255.0 10.1.1.2配置H3C靜態(tài)路由：System-viewH3Cinterface Ethernet5/0H3C-Ethernet5/0ip address 10.1.2.2 255.255.255.0H3Cip route-static 10.1.1.0 255.255.255.0 10.1.2.1配置ju

16、niper靜態(tài)路由：登陸用戶名JuniperJ4350-RACK5 (ttyd0)login: root- JUNOS 8.2R1.7 built 2007-01-17 02:40:57 UTCrootJuniperJ4350-RACK5%rootJuniperJ4350-RACK5% clirootJuniperJ4350-RACK5rootJuniperJ4350-RACK5 configureEntering configuration moderootJuniperJ4350-RACK5# set interfaces fe-0/0/3 unit 0 family inet addre

17、ss unit 0 family inet address 10.1.1.1/24rootJuniperJ4350-RACK5# commitrootJuniperJ4350-RACK5# set routing-options static route 10.1.3.0/24 next-hop 10.1.1.1rootJuniperJ4350-RACK5# commitCISCO 配置接口IPRouterenRouter#configure tRouter(config)#interface gigabitEthernet 0/0Router(config-if)#ip address 10

18、.1.1.1 255.255.255.0Router(config-if)#no shutdownRouter(config-if)#exit配置RIP路由Router(config)#ip routingRouter(config)#router ripRouter(config-router)#network 10.0.0.0Router(config-router)#end察看結(jié)果：Router#show ip route 10.0.0.0/24 is subnetted, 4 subnetsR 10.1.3.0 120/1 via 10.1.2.2, 00:00:01, Gigabit

19、Ethernet0/1 120/1 via 10.1.1.2, 00:00:00, GigabitEthernet0/0C 10.1.2.0 is directly connected, GigabitEthernet0/1C 10.1.1.0 is directly connected, GigabitEthernet0/0R 10.1.4.0 120/1 via 10.1.1.2, 00:00:00, GigabitEthernet0/0H3C:配置接口IPsystem-viewH3Cinterface Ethernet2/0H3C-Ethernet2/0ip address 10.0.3

20、.2 24H3C-Ethernet2/0undo shutdownH3C-Ethernet2/0quit配置RIP路由H3Crip 1H3C-rip-1version 2H3C-rip-1network 10.1.0.0H3C-rip-1quit察看結(jié)果：H3Cdisplay ip routing-tableRouting Tables: Public Destinations : 8 Routes : 8Destination/Mask Proto Pre Cost NextHop Interface10.1.1.0/24 RIP 100 1 10.1.3.1 Eth2/010.1.2.0/

21、24 Direct 0 0 10.1.2.2 Eth5/010.1.2.2/32 Direct 0 0 127.0.0.1 InLoop010.1.3.0/24 Direct 0 0 10.1.3.2 Eth2/010.1.3.2/32 Direct 0 0 127.0.0.1 InLoop010.1.4.0/24 RIP 100 1 10.1.3.1 Eth2/0127.0.0.0/8 Direct 0 0 127.0.0.1 InLoop0127.0.0.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1 InLoop0Juniper:配置接口IPLogin：rootroot% cliroot configureroot# set interfaces fe-0/0/3 unit 0 family inet address 10.1.4.1/24root# commit配置策略root#