计算机网络:思科实验【2-MAC地址、IP地址、ARP协议及总线型以太网的特性】

简介: 计算机网络:思科实验【2-MAC地址、IP地址、ARP协议及总线型以太网的特性】



实验目的

1 加深对MAC地址、IP地址的理解。

2 熟悉ARP协议的各种过程。

3 了解总线型以太网的特性

实验环境

Cisco Packet Tracer模拟器

实验内容

MAC地址、IP地址、ARP协议

1)第一步:构建网络拓扑:在逻辑工作空间上,拖动两台终端设备并使用连接线将设备连接起来

2)第二步:设置设备IP地址:鼠标左键单击设置的设备,选择桌面,选择IP设置,分别将两台主机IP地址设置为“192.168.0.1”、“192.168.0.2”。

3)第三步:查看设备相关信息:鼠标选择“查看“功能,单机设备,选择“端口转换汇总表”,可以查看到设备的以太网卡、IP地址、MAC地址,如图所示。

鼠标选择“查看“功能,单机设备,选择“ARP缓存表”,就可以看的设备ARP高速缓存表中的信息,目前暂时没有记录,如图所示

4)第四步:使主机1向主机2发送分组:切换实时模式到仿真模式,鼠标选择分组,发送方选择主机1,接收方选择主机2,如图所示

5)第五步:查看分组及ARP请求。鼠标点击“查看”选项,单击分组,如图6所示。

该数据包本身是使用ICMP协议构建的,但是准备封装成帧的时候发现目的IP地址并不在自己的ARP缓存中,所以没有办法找到相应的MAC地址,暂时不能上发送分组,只能先发送一个ARP请求。ARP请求如图所示,

其目的MAC地址为“全F“,这是一个广播帧。ARP请求的具体细节入图所示:

6)第六步:在仿真面板中点击“捕获/前进”按钮,主机1ARP请求广播发送。主机2收到广播数据包,它先把主机1的信息(IP地址、MAC地址)存入自己的ARP高速缓存表中,鼠标选择查看主机2ARP缓存表,如图9所示,

主机2ARP缓存表中已存储主机1的信息。主机2对数据包进行解析知道这是一个ARP请求,如图10所示。

主机2构建ARP协议的单波相应,其具体内容如图所示,

7)第七步:在仿真面板中点击“捕获/前进”按钮,主机2ARP单波响应发出,主机2接收并进行解析,发现这是一个ARP相应帧,如图所示。

主机1将主机2的信息1IP地址、MAC地址)存入自己的ARP高速缓存表中,如图所示。

8)第八步:在仿真面板中点击“捕获/前进”按钮,主机1ICMP分组发出,主机2收到并返回一个响应,如图所示。

9)第九步:鼠标选择主机1,选择“桌面”,输入命令:“arp -a”,如图所示,

可以得到主机1ARP缓存表中的信息,输入命令“arp -d”将信息删除并再次查看,如图所示。

10)第十步:再次让主机1向主机2发送分组,发现主机1与初始一样需要先发送一个ARP请求。

总线型以太网的特性

(1) 第一步:构建网络拓扑。在逻辑工作空间上,拖动三个终端设备和一个集线器,用连接线把设备连接起来。如图所示。

2)第二步:设置IP地址。鼠标左键单击要设置的设备,选择桌面,选择IP设置,如图所示

3)第三步:使主机互相发送分组。此时各主机的ARP缓存表中没有记录,为了后续实验的方便,在实时模式下,让三台主机互相发送分组。此时主机ARP缓存表中已有了对方的信息记录,如图所示。

4)第四步:使主机1向主机2发送分组。三台主机通过集线器形成了一个星型网路,但是其实质还是主线型网络,任何主机发送的数据都会被广播。为了验证这一点,切换到“模拟“模式,鼠标点击“数据包“,发送方选择主机1,接收方选择主机2,如图所示。在仿真面板中点击“捕获/前进”按钮,观察到分组被转发到主机23,如图所示。主机3发现分组的MAC地址与自己不匹配,丢弃改分组,而主机2发现分组的目标MAC地址与自己匹配,接收该分组。

5)第五步:主机2接收分组后,向主机1发送接收响应。在仿真面板中点击“捕获/前进”按钮,观察到接收响应被集线器发送往主机1、主机3。如图所示。主机3发现响应的目标MAC地址不是自己,于是丢弃响应,主机1发现响应的目标MAC地址是自己,于是接收响应。

6)第六步:删除刚才的过程,同时使主机1和主机2向主机3发送分组,如图所示。在仿真面板中点击“捕获/前进”按钮,观察到两个分组在集线器发生碰撞,如图所示。再次在仿真面板中点击“捕获/前进”按钮,观察到碰撞后出错的信息被广播发送到全部主机,如图所示。

同时发送分组:

分组在主线上发生碰撞:

所有主机接收到错误数据:

实验体会

1 MAC地址、IP地址在计算机网络通信中占有极其重要的低位。它们唯一标识了计算机的地址。

2 总线型网络的结构较为简单,但是不可避免的会发生消息的碰撞,这是它的缺点。

总结

无边的丝线,网罗天地间, 信息律动,编织着未来的领域。

电子雄心,携手共舞, 万象交融,数码之花灿烂。

时空交错,虚实相连, 网络之舞,激荡心弦。

无言的交流,电波悠扬, 互联的奇迹,在指尖绽放。

计算的魔力,解锁智慧之门, 网络如诗,奏响科技的赞歌。

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