实验二：理解子网掩码、网关和ARP协议的作用

实验二：理解子网掩码、网关和ARP协议的作用

一、实验目的

理解上述知识点所涉及的基本概念与原理并能运用于分析实际网络，达到对数据包的传送过程深入理解。

二、实验内容

在实验中，利用ping命令来检验主机间能否进行正常的双向通信。在\的过程中，源主机向目标主机发送ICMP的Echo Request报文，目标主机收到后，向源主机发回ICMP的Echo Reply报文，从而可以验证源与目标主机能否进行正确的双向通信。

实验的拓扑结构：如图（1）所示。

202.192.31.235/20

A与B为实验用的PC机，使用Windows操作系统。

步骤1：设置主机的IP地址与子网掩码：

A（1号机）: 202.192.31.机号 255.255.248.0 B（2号机）: 202.192.30.机号 255.255.248.0 两台主机均不设置缺省网关。

用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A与B上分别用ping命令与对方通信，记录实验显示结果。

用arp -a命令可以在两台PC上分别看到对方的MAC地址，记录A、B的MAC地址。

分析实验结果。

步骤2：将A的子网掩码改为：255.255.255.0，其他设置保持不变。

操作1：用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A上\，记录显示结果。 用arp -a命令能否看到对方的MAC地址。 分析操作1的实验结果。

操作2：接着在B上\，记录B上显示的结果

此时用arp -a命令能否看到对方的MAC地址。 分析操作2的实验结果。

步骤3：在前面实验的基础上，把A的缺省网关设为：202.192.31.235

在A与B上分别用ping命令与对方通信，记录各自的显示结果 在A与B上分别用tracert命令追踪数据的传输路径，记录结果

分析（3）的实验结果。

步骤4：（不用做）用arp -d命令清除A中的ARP表，在A上ping一台外网段的主机，如广大的WWW Server，再用arp -a可观察到A的ARP表中只有缺省网关的MAC地址信息。分析实验结果。

三、实验原理

四、实验设备 PC机二台

Window xp系统 五、实验要求

实验步骤、记录和结果

要求按实验内容记录各项的实验步骤，实验记录（截图）和实验结果 实验分析

分析实验结果，并总结实验中遇到的问题及相应的解决方法。

六、实验结果

步骤1：设置主机的IP地址与子网掩码：

A（1号机）: 202.192.31.机号 255.255.248.0 B（2号机）: 202.192.30.机号 255.255.248.0

两台主机均不设置缺省网关。

用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A与B上分别用ping命令与对方通信，记录实验显示结果。

A机:

B机:

用arp -a命令可以在两台PC上分别看到对方的MAC地址，记录A、B的MAC地址。 A机

B机

步骤2：将A的子网掩码改为：255.255.255.0，其他设置保持不变。

操作1：用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A上\，记录显示结果。

用arp -a命令能否看到对方的MAC地址。

分析操作1的实验结果。

分析:A将目标设备的IP地址(202.192.30.30)和自己的子网掩码(255.255.255.0)相与得202.192.30.0，和自己不在同一网段(A所在网 段为:202.192.31.0)，则A必须将该IP分组首先发向缺省网关。由于A的缺省网关没有配置，无法对分组进行正确发送，因此显示请求超时 (如图)

操作2：接着在B上\，记录B上显示的结果

此时用arp -a命令能否看到对方的MAC地址。

分析操作2的实验结果。

分析:B将目标设备的IP地址(202.192.31.26)和自己的子网掩码(255.255.248.0)相“与”，发现目标主机与自己均位于同一网段(202.192.30.0)，因此，B通过ARP协议获得A的MAC地址，并可以正确地向A发送Echo Request报文。但由于A不能向B正确地发回Echo Reply报文，故B上显示ping的结果为“请求超时”。

步骤3：在前面实验的基础上，把A的缺省网关设为：202.192.31.235 在A与B上分别用ping命令与对方通信，记录各自的显示结果 A机

B机

在A与B上分别用tracert命令追踪数据的传输路径，记录结果 A机

B机

分析（3）的实验结果。

分析:由于A认为B与其不在同一个网段，故从A发向B的报文需要经过网关转发；而B认为A与其在同一个网段，故B不需要经过网关直接向A发送报文，从而可以观察 到A

与B双向通信时传输路径的不对称性。由于ping命令结果显示的是从目标主机返回的Echo Reply报文的TTL的值，而B收到从A返回的Echo Reply报文经过了网关的转发，所以在B中显示该IP报文的TTL值降为了127(从A发出的IP分组的TTL的初始值为128，每经过一个网 关，TTL值减1)。

七、总结心得

通过实验,使我对于子网掩码和IP地址相关方面知识有所了解,对网关在网络中的基本作用及ARP协议的基本原理和工作原理有了进一步了解.

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