计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

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说明

实验目的

探究网络之间主机交流的特性及其原因

实验结果

相同网络下的主机初次交流,需要ARP协议搜寻相互的MAC地址
不同网络下的主机初次交流,需要路由器作为桥梁,每当路由器在路由表中查询不到报文的下一跳MAC地址时,就会将报文丢弃(这也是造成最初几次ping测试超时的原因),并利用ARP协议搜寻该MAC地址

实验过程

相同网络间的交流

网络拓扑

计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

操作

PC0ping一下PC1
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
可以看到4次ping测试都通过
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

距离为1的网络间的交流

网络拓扑

计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

操作

PC0ping一下PC2
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
可以看到第1次ping测试超时,其余3次测试均通过
可以猜想1次ping通后,后续ping测试均会通过
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
验证上述说法,4次测试均通过,验证成功
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

距离为2的网络间的交流

网络拓扑

计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

操作

PC0ping一下PC4
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
可以看到第1、2次ping测试超时,其余2次测试均通过
可以猜想1次ping通后,后续ping测试均会通过
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
验证上述说法,4次测试均通过,验证成功
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

原因探究

问题

间隔0个路由器的主机交流,没有ping测试超时
间隔1个路由器的主机交流,第1次ping测试超时
间隔2个路由器的主机交流,第1、2次ping测试超时

提出假设

两网络之间相隔n个路由器,则前n次的ping测试超时

验证

操作

令PC0向PC4发送一个ICMP报文,并探究具体流程

网络拓扑

计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

第1阶段:PC0利用ARP协议搜寻网关MAC地址

PC0向PC4发送报文,两主机不在一个网络,PC0需要将报文交给网关(路由器4)进行转发,但是初始阶段PC0并无网关的MAC地址所以需要ARP协议搜寻网关的MAC地址
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

第2阶段:网关利用ARP协议搜寻路由器3的MAC地址

第1阶段完成后,PC0有了网关的MAC地址,然后将ICMP报文发给了网关(路由器4),网关在自己的路由表中查询报文的下一跳IP地址,然后再ARP表中查询下一跳IP地址对应的MAC地址,由于ARP表中无下一跳IP地址的MAC地址,于是将报文丢弃,并利用ARP协议搜寻下一跳IP地址的MAC地址(路由器3)
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发
计算机网络_实验12_数据报的发送与转发

第3阶段:路由器3利用ARP协议搜寻PC4的MAC地址

第2阶段完成后,网关有了路由器3的MAC地址,PC0将ICMP报文发送给网关后,网关将ICMP报文发给了路由器3,路由器3在自己的路由表中查询报文的下一跳IP地址,然后在ARP表中查询下一跳IP地址对应的MAC地址,由于ARP表中无下一跳IP地址的MAC地址,于是将报文丢弃,并利用ARP协议搜寻下一跳IP地址的MAC地址(PC4)
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第4阶段:验证

现在PC0的网关和路由器3都有了必要的的信息,若PC0再次向PC4发送报文则会收到回复报文
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