【计算机网络实践】(二)地址解析协议分析与传输控制协议特性分析

本系列包含：

• （一）以太网帧分析与网际互联协议报文结构分析

• （二）地址解析协议分析与传输控制协议特性分析

• （三）交换机的基本操作、配置、 虚拟局域网配置和应用

• （四）交换机之间链路聚合、 生成树协议的配置和应用

• （五）路由器的基本操作、 配置、静态路由的配置和应用

• （六）RIP路由协议的配置和应用

• （七）OSPF路由协议的配置

• （八）标准与扩展访问控制列表的配置和应用

• （九）地址转换的配置和应用

• （十）广域网PPP协议

• （十一）动态主机配置协议的配置和应用

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（二）地址解析协议分析与传输控制协议特性分析

一、实验目的

1.掌握ARP协议的工作原理，ARP工作过程中报文的变化过程以及通信过程中ARP表缓存的变化情况。

2.掌握TCP协议的三次握手和四次挥手过程，使用网络抓包工具分析TCP层面的通信数据。

二、实验内容

1.ARP协议分析

2.TCP协议分析

三、实验过程及结果

1. ARP协议分析

（1）实验拓扑结构设计，IP地址和子网掩码配置 启动 eNSP，按照下图所示的网络拓扑结构放置和连接设备，再启动所有设备。

完成3个PC的IP地址和子网掩码配置，PC1～PC3分别分配IP地址192.168. 32.1～192.168.32.3，子网掩码均 为255.255.255.0。

 （2）查看全部PC的ARP表

分别查看 PC1～PC3 的 ARP 表，如下图所示。

（3）完成PC之间的通信

由 PC1 向 PC2 发送通信,如下图所示：

（4）查看PC的数据包情况

分别打开 PC1～PC3 的数据抓包，启动后如下图所示。

PC1 的抓包情况如下图所示。

PC2 的抓包情况如下图所示。

PC3 的抓包情况如下图所示。

（5）分析PC的数据包情况

由 PC1 向 PC2 发送通信，PC1发送一个ARP请求广播Broadcast，收到来自PC2的单播应答；

PC2收到由PC1发来的ARP请求消息，PC2以单播的方式发送ARP应答；

PC3也收到由PC1发来的ARP请求消息，随后丢弃了这个ARP请求消息；

（6）查看PC的ARP表

分别查看 PC1～PC3 的 ARP 表。

PC1 的 ARP 表如下图所示。

PC2 的 ARP 表如下图所示。

PC3 的 ARP 表如下图所示。

 （7）分析PC的ARP表

一开始，三个主机的ARP均为空。

PC1发送数据给PC2：

查看ARP缓存表，发现没有PC2的MAC地址，随后向所有主机发送广请求播，ARP请求消息中包括PC1的IP 地址、MAC地址和PC2的IP地址、MAC地址；

所有主机收到ARP请求消息，PC2以单播方式发送ARP应答，并在自己的ARP表中缓存PC1的IP地址和MAC 地址的对应关系；

PC3丢弃这个ARP请求消息；

PC1在自己的ARP表中添加PC2的IP地址和MAC地址的对应关系，以单播方式与PC2通信。 即：192.168.32.2的物理地址为54-89-98-94-11-0c，类型为dynamic（动态）。

2. TCP协议分析

（1）实验拓扑结构设计

启动 eNSP，按照下图所示的网络拓扑结构放置和连接设备，启动所有设备。

 （2）完成客户端配置

客户端配置如下图，其中 IP 设置为 192.168.32.1。

（3）完成服务器端配置

服务器端配置如下图，其中 IP 设置为 192.168.32.2。

配置服务器端的端口和根目录，其中根目录为 C 盘，如下图所示。

（4）客户端访问服务器

打开客户端的数据抓包。然后点击“获取”访问服务器端，如下图所示。

（5）查看TCP数据包情况

查看和分析 TCP 协议的三次握手和四次握手。

（6）分析TCP协议的三次握手

①第一次握手：客户端将SYN同步设置为1，同时产生一个随机数seq发送给服务器，也就是客户端在向服 务器请求连接，此时客户端处于SYN_SENT状态；

②第二次握手：服务端接收到报文，将SYN=1，产生随机数seq与ack=客户端seq+1的确认报文发送给客户 端，同意建立连接，此时服务端处于SYN_RCVD状态。

③第三次握手：客户端接收到服务端报文，同时发送一个确认报文ack=服务端seq+1，告诉服务端收到确 认，此时客户端处于ESTABLISHED状态。

（7）分析TCP协议的四次握手

①第一次握手：当客户端不需要发送请求时，要断开连接，客户端发送一个随机数FIN=M，FIN_WAIT_1 状态；

②第二次握手：服务端接收到客户端报文，同时给客户端发送确认报文ack=m+1；

③第三次握手：等服务端不需要发送响应报文时，要断开连接，服务端会给客户端发送一个随机数FIN=N； 此时服务器状态变为LAST_ACK状态；

④第四次握手：客户端接收到服务端报文，同时给服务端发送确认报文ack=N+1，此时客户端处于 TIME_WAIT状态，需要经过一段时间确保服务器收到自己的应答报文后，才会进入CLOSED状态。