计算机网络——ARP包的数据分析

【实验目的】：

1．学会使用PacketTracer进行包跟踪及数据包协议格式分析。

2．理解ARP工作机制，熟悉ARP协议格式。

3．熟悉典型的IP协议格式。

4.理解为何需要将MAC地址和IP地址进行关联。

【实验过程】：

1.在Windows中用Wireshark软件抓arp包。

图1　Wireshark设置过滤arp包

2.查看和分析本地主机当前 ARP Cache 内容。

   a)查看 ARP Cache 中的内容。

     在cmd窗口中输入命令：arp -a

图2查看ARP Cache内容

   b)查看 ARP Cache 中某个 IP 地址的条目。

   利用ipconfig 命令找到默认网关的 IP 地址。

   在cmd窗口中输入命令：arp -a 默认网关的IP地址

图3查看IP地址

3.删除本地主机当前 ARP Cache 内容。

    a)查看 ARP Cache中 的条目。

          输入命令：arp –a

    b)删除 ARP Cache 中的所有条目。

      删除。输入命令：arp -d

      检查。输入命令：arp -a

图4  清除arp缓存

从上图中可以看到，使用“arp -d”命令清除arp cache之后，再用“arp -a”显示当前的arp cache中的内容，发现arp缓冲区中仍然有主机的物理地址。这说明，arp协议一直保持和网关的地址映射。当前的arp缓冲区中没有其他主机的物理地址映射。

4. 在cmd窗口中输入ping 本网段IP 命令，测试本机与同网段另一台主机的连通情况。

图5 　观察连通情况

图6　观察arp更新后的缓冲区

从上图可以看到，arp缓冲区中自动添加上了主机10.0.132.192的物理地址映射。可以通过Wireshark抓包来捕获arp协议的工作过程。

5. 观察在Wireshark中捕获的的arp包。

图7　捕获的arp应答包

  6. 展开arp的请求（request）包。

图8 arp的请求包

上图是对第8个包的展开。可以看到arp数据报是直接用以太网帧来封装的。注意观察帧的目标MAC地址是ff:ff:ff:ff:ff:ff，说明这是一个本网段的广播帧；再来观察arp包中的目标MAC地址的值是00:00:00:00:00:00，说明当前还不知道目标主机10.0.132.192的物理地址，这个字段暂时使用空地址。

7. 展开arp的响应（reply）包。

图9 arp的响应包

上图可以看到这是一个arp的响应包（reply）。arp包包含8个字节头部和20个字节的数据区。注意观察到，这个响应帧的目标MAC地址是本机的物理地址，源MAC地址是10.0.132.192主机的物理地址；arp包中的源MAC地址和目标MAC地址的值已经确定为这个帧的源和目标MAC地址。