计算机网络实验-->> IP 协议分析

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一、实验目的

  1. 掌握IP数据包格式以及关键字段的含义;
  2. 掌握路由器转发IP数据包的流程;
  3. 理解验证IP分片原理。

二、实验内容

        根据下述网络拓扑结构图,实现IP协议分析。

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三、实验步骤

1.添加并连接网络设备

        根据“实验内容”中的网络拓扑结构,在Packet Tracer软件的逻辑工作区添加4台2811型路由器,3台2960型交换机,5台PC机,分别命名为PC0、PC1、PC2、PC3、PC4,,1台服务器Server0,并且用直连线/交叉线将各设备依次连接起来。

2.为路由器Router0添加FastEthernet接口

        因为Router0需要三个FastEthernet接口进行连接,但2811路由器只有两个FastEthernet接口,需要再增加一个FastEthernet接口。

        单击Router0,在physical(物理)选项卡下,点击右上方实物图上的电源开关关闭路由器,在左边找到NM-2FE2W模块(该模块提供两个FastEthernet接口),拖动到右边合适的空槽中,然后打开电源,如下图所示。

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3.配置PC机和各服务器的IP地址、子网掩码和默认网关、路由器接口的IP地址

        根据 第1、2步 以及 下表 对应信息配置各设备IP地址、子网掩码和默认网关并连接各设备。单击PC0,在弹出的菜单中选择“Config”选项,单击FastEthernt0,在右侧对应框中输入IP地址、IP地址、子网掩码和默认网关(如图1所示,以PC0为例,其余操作相同),之后添加注释,全部完成后如图2所示。

设备

接口

IP地址

子网掩码

默认网关

PC0

FastEthernet0

192.168.1.1

255.255.255.0

192.168.1.254

PC1

FastEthernet0

192.168.1.2

255.255.255.0

192.168.1.254

PC2

FastEthernet0

192.168.2.1

255.255.255.0

192.168.2.254

PC3

FastEthernet0

192.168.2.2

255.255.255.0

192.168.2.254

PC4

FastEthernet0

192.168.3.1

255.255.255.0

192.168.3.254

Server0

FastEthernet0

192.168.3.10

255.255.255.0

192.168.3.254

Router0

FastEthernet0/0

192.168.1.254

255.255.255.0

FastEthernet0/1

100.1.1.1

255.255.255.0

FastEthernet1/0

100.1.2.1

255.255.255.0

Router1

FastEthernet0/0

100.1.2.2

255.255.255.0

FastEthernet0/1

100.1.3.1

255.255.255.0

Router2

FastEthernet0/0

100.1.3.2

255.255.255.0

FastEthernet0/1

192.168.3.254

255.255.255.0

Router3

FastEthernet0/0

100.1.1.2

255.255.255.0

FastEthernet0/1

192.168.2.254

255.255.255.0

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图1

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图2

4.在各路由器上配置静态路由

         (1)Router0静态路由配置命令如下:

                //到网络192.168.2.0/24下一跳的静态路由

                R0(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 100.1.1.2

                //到网络192.168.3.0/24下一跳的静态路由

                R0(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 100.1.2.2

                R0(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 100.1.2.2  //默认路由

        (2)Router1静态路由配置命令如下:

                //到网络192.168.1.0/24下一跳的静态路由

                R0(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 100.1.2.1

                //到网络192.168.2.0/24下一跳的静态路由

                R0(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 100.1.2.1

                //到网络192.168.3.0/24下一跳的静态路由

                R0(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 100.1.3.2

        (3)Router2静态路由配置命令如下:

                //到网络192.168.1.0/24下一跳的静态路由

                R0(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 100.1.3.1

                //到网络192.168.2.0/24下一跳的静态路由

                R0(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 100.1.3.1

        (4)Router3静态路由配置命令如下:

                //到网络192.168.1.0/24下一跳的静态路由

                R0(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 100.1.1.1

                (Router3上没有配置到网络192.168.3.0/24的路由项,也没有配置默认路由项。)

5.查看各路由器路由表

        选择工具栏中的Inspect工具,分别单击各路由器,在弹出的菜单中选择Routing Table,查看各路由器路由表信息,C表示直接连接,S表示静态路由,L表示本地网络。

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6.观察IP数据包的封装以及字段变化

        (1)在实时模式下,单击PC0,在命令行窗口输入ping 192.168.3.1(PC4的地址),并回车,测试连通性和初始化ARP表信息。

        (2)点击Packet Tracer软件的逻辑工作区右下角“Simulation”选项进入模拟模式。在弹出的界面中,点击左下角“Edit Filters”选项,设置捕获ICMP数据包。如下图所示。

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        (3)点击PC0,选择“Desktop”选项,再次ping 192.168.3.1(PC4地址)并回车。单击2次“Capture/Forward”按钮,可以观察到IP数据包中信息的变化,例如TTL的值从128变为127,如下图所示。 

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        (4)观察数据包PC0到PC2的往返过程。点击PC0,发送ping 192.168.2.1(PC2地址)并回车。逐次“Capture/Forward”按钮,观察过程,如下图所示。

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        (5)进一步可以看到经过Router0对数据包的处理说明,将数据包交给目的终端PC2,也可以看到之后PC2返回数据包时经过Router3对数据包的处理说,(仅截取部分)如下图所示。

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        (6)观察数据包PC0到PC4的往返过程,路由器转发IP数据包的情况。点击PC0,发送ping 192.168.3.1(PC4地址)并回车。逐次“Capture/Forward”按钮,观察过程,如下图所示。

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        (7)进一步可以看到经过Router0对数据包的处理说明,将数据包交给目的终端PC4,也可以看到之后PC4返回数据包时经过Router2对数据包的处理说,(仅截取部分)如下图所示。

计算机网络实验-->> IP 协议分析  

 

7.观察IP数据包分片情况

        (1)产生需要分片的数据包。

        进入模拟模式,单击PC0,进入Desktop选项卡,选择Traffic Generator(流量产生器)按钮,在弹出的对话框中设置参数,之后点击Send按钮。如下图所示。

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        (2)观察IP数据包的分片情况。

        如下图所示,点击两个ICMP数据包查看信息,由于IP数据包总长度为2028字节(2000字节净载荷+8字节ICMP首部+20字节IP首部),大于以太网MTU(1500字节),因此该IP数据包分成两个ID一样的分片,第一个分片长度为1500字节(1480字节的负载+20字节IP首部),第二个分片的总长度为548字节(528字节的负载+20字节IP首部)。

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        点击两个IP分片的PDU,可以看到,第一个分片总长度1500字节,标志为0x1,即MF=1,表示后面还有分片数据,片偏移为0x0。第二个分片总长度548字节,标志为0x0,即MF=0,表示后面没有分片数据,片偏移为0x548(十进制为1480)。

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四、体会和总结

        自行总结即可。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-426294.html

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