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网络协议TCP/IP实验二IP 协议分析实验、IP 数据报分片实验.docx

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.02M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    实验报告 2
    实验报告 2 一． 实验名称 IP 协议分析实验、IP 数据报分片实验 二． 环境（详细说明运行的操作系统，网络平台，机器的 IP 地址） 操作系统：Windows 7 网络平台：实验室局域网 机器的 IP：PC1 172.22.30.23；PC2 172.22.10.22 三． 实验目的 使用 Ping 命令在两台计算机之间发送数据报，用 Ethereal 截获数据报， 分析 IP 数据 报的格式，理解 IP V4 地址的编址方法，加深对 IP 协议的理 解。 使用 Ping 命令在两台计算机之间发送发送大于 MTU 的数据报，验证分片过 程，加深对 IP 协议的理解。 四．实验内容及步骤 网络拓扑图： 配置清单：一台锐捷 R1760 路由器，两台 PC 机 实验步骤： 步骤 1：按照如图 24 所示连接好设备； 步骤 2：完成路由器和 PC1、PC2 的相关配置。将 PC1 的 IP 地址改为 172.22.30.23，用另一网段机器代理。
    步骤 3：PC1 和 PC2 上运行 Ethereal 截获报文，截获 PC1 上 ping PC2 的报文，结果保存为 IP-学号。 步骤 4：任取一个数据报，分析 IP 协议的报文格式，完成下列各题。（转 实验结果）
    1） 分析 IP 数据报头的格式，完成表 9； 字段 版本 报文信息 0100…=vers ion：4 说明 4bits,指 IP 协议的版本为 IPV4。 ...0101=Hea 头长 der Length:20 bytes(5) IP 包头长度（Internet Header Length）：长度 4 比特。这个字段的作用是为了描述 IP 包头的长度，因为 在 IP 包头中有变长的可选部分。该部分占 4 个 bit 位， 单位为 32bit（4 个字节),一个 IP 包头的长度最长为 15=1111，即 15*4＝60 个字节。IP 包头最小长度为 20 服务类型 0x00(DSC： CS0,ECN:Not-ECT ) 字节即该字段至少为 5。 服务类型，8bits，组成如下： 过程字段：3 位，设置了数据包的重要性，取值越大 数据越重要，取值范围为：0(正常)~ 7(网络控制) 延迟字段：1 位，取值：0(正常)、1(期特低的延迟) 流量字段：1 位，取值：0(正常)、1(期特高的流量) 可靠性字段：1 位，取值：0(正常)、1(期特高的可 靠性) 成本字段：1 位，取值：0(正常)、1(期特最小成本)
    保留字段：1 位 ，未使用 总长度，16bits，首部加上数据的长度总和，单位 为字节，故数据报最大长度为 2^16-1=65525 字节。另外 总长度必须不超过最大传送单元 MTU。 标识，16bits，计数器，作为数据报标识。当数据 报需要分片时，该标识用来表示同属一个数据报的分片。 需要分片时结合以下 flags、fragment offset 一起使用。 用来标记一个数据包是否是一组分片数据包的一部 分 13 位字段，指出与源数据报的起始端相关的分片数 据位置，支持目标 IP 适当重建源数据报 表示数据报在网络中的寿命，单位为跳，经过一个 路由表示一跳，该值减 一，到零则丢弃。 IP 数据部分由哪一种协议发送 对 IP 报头的头部进行校验，保证头部的完整性 32bits，发出数据包的主机 IP 地址。 32bits，数据包目的地 IP 地址 总长度 60 标识 标志 片偏移 生存周期 协议 校验和 源地址 目的地址 0x0e0c(3596 ) 0x00 0 63 ICMP 0xed5b 172.22.10.2 2 172.22.30.2 3 2） 查看该数据报的源 IP 地址和目的 IP 地址，他们分别是哪类地址？体会 IP 地址的 编址方法。 答：源地址为：172.22.30.23 属于 B 类地址 目标地址为：172.22.10.22 属于 B 类地址 IP 地址编址方法： IP 地址分为 A，B，C，D，E 五类，其中 A、B、C 类地址为可分配主机 地址，而 D 类地址为组播地址，E 类地址保留以备将来的特殊使用。IP 地址 采用点分十进制方式记录，每个地址表被视为 4 个以点分隔开的十进制整数， 每个整数对应一个字节。 B、C 三类地址由两部分组成：网络地址和主机地址，这三类地址的网络 地址部分的长度不一样。使用子网和子网掩码来实现对 A、B、C 三类地址的更 细划分。 当某个单位申请到一个 IP 地址时，实际上是获得了具有同样网络号的一 块地址。其中具体的各个主机号则是由该单位自行分配，只需要做到在该单位 管辖的范围内无重复的主机号即可。 实验步骤： 步骤 1：与上面实验完全相同 步骤 2：在 PC1 上执行如下 Ping 命令，向主机 PC2 发送 4500B 的数据 报文： ping –l 4500 –n 2 172.22.10.22
    步骤 3：停止截获报文，分析截获的报文，回答下列问题： 1）以太网的 MTU 是多少？ 以太网的 MTU（最大传输单元）是 1500，由下图可见头部长度为 20 字节，数 据部分为 1480 字节，由于 ping 命令指定发送数据长度为 4500，而每个数据报 的长度只有 1500，这说明了以太网 MTU=1500。 2）对截获的报文分析，将属于同一 ICMP 请求报文的分片找出来，主机 PC1 向主机 PC2 发送的 ICMP 请求报文分成了几个分片？ 数据包的 Identification 字段相同的即为同一 ICMP 请求报文的分片。
    可见 PC1 向 PC2 发送的 2 个不同的 ICMP 报文每个有 4 个分片，总共有 8 个分 片。 3）若要让主机 PC1 向主机 PC2 发送的数据分为 3 个分片，则 Ping 命 令中的报文长度 应为多大？为什么？ 答：Ping 命令中的报文长度应是区间(2952,4432]之中的一个整数（字节）。 ping 命令指定长度为 ICMP 报文的数据长度，每个 ICMP 报文有 8 字节的首部， 故 IP 的数据部分需要传输的总长度为（ping 命令指定长度+8）。因为每个分片 头部占 20 字节，MTU=1500 字节，故数据部分最大为 1480 字节。若要分为 3 个分片，一方面 IP 数据部分长度必须大于 2 个分片的 IP 数据最大总长度 (1480+1480=2960)字节；另一方面 IP 数据部分长度必须小于等于 3 个分片的 IP 数据部分的最大总长度(1480*3=4440)字节。IP 数据总长度要求在区间 (2960,4440]中的一个整数（字节），则 ping 命令中的报文长度应该在区间 (2960-8,4440-8]即区间(2952,4432]中的一个整数（字节）。 4）将第二个 ICMP 请求报文的分片信息填入表 5.10： 表 5.10 ICMP 请求报文分片信息 分片 序号 标识 (Identification) 标志 (Flag) 片偏移(Fragment Offset) 21 0x3f09(16137) 2 3 4 0x3f09(16137) 0x3f09(16137) 0x3f09(16137) 0x01 0x01 0x01 0x00 0 1480 2960 4440 数据 长度 (byte s) 1480 1480 1480 68 五．实验中的问题及心得 实验中的问题：主机所在控制机箱无法打开，不能成功连接路由器，导致 实验前大半部分时间无法进行实验操作，而在 Cisco 软件上模拟实验过程中， 遇到问题难以解决，直到其他同学完成实验才开始实验，导致实验过程较为仓 促。 实验心得：通过本次实验，了解了 IP 地址的编址方法以及 IP 报文格式每
    个字段的功能和意义，知道了 IP 数据报是怎么进行传输的。通过 IP 数据报分 片实验，学会辨别并分析 ICMP 的分片信息及分片数量的控制
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