计算机网络实验--＞＞ IP 协议分析

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。

 

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。

 

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	—

图1

图2

4.在各路由器上配置静态路由

         1Router0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

        2Router1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

        3Router2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

        4Router3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。

 

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 192.168.3.1PC4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。

 

        3点击PC0选择“Desktop”选项再次ping 192.168.3.1PC4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。 

  

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

 

        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。

  

        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 192.168.3.1PC4地址并回车。逐次“Capture/Forward”按钮观察过程如下图所示。

 

        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。

  

 

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。

 

        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MTU1500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。

  

        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。

 

四、体会和总结

        自行总结即可。