实验报告
课程名称计算机网络实验
实验仪器网络协议仿真教学系统实验名称实验二网际协议IP
系别__计算机学院_
专业___ 网络工程
班级/学号_ 0903/2009011422
学生姓名张昭
实验日期2011.11.04 成绩___________ 指导教师_ _ 高卓_ _
实验二网际协议IP 【实验目的】
1.掌握IP数据报的报文格式
2.掌握IP校验和计算方法
3.掌握子网掩码和路由转发
4.理解特殊IP地址的含义
5.理解IP分片过程
【实验学时】
建议4学时
【实验环境配置】
该实验采用网络结构二（我作为主机A参与本次实验）
【实验原理】
一. IP报文格式
IP数据报是由IP首部加数据组成的，IP首部的最大长度不超过60字节。下图 IP数据报文格式:
4位版本4位首部长度8位服务类型16位总长度（字节数）
16位标识3位标志13位片偏移
8位生存时间8位协议类型16位首部检验和
32位源IP地址
32位目的IP地址
选项（如果有）
数据
二. IP分片
链路层具有最大传输单元（MTU）这个特性，它限制了数据帧的最大长度。不同的网络类型都有一个上限值。以太网通常是1500。如果IP层有数据包要传输，而数据包的长度超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片操作，使每一片长度都小于MTU。 IP首部中“16位标识”、“3位标志”和“13位片偏移”包含了分片和重组所需的信息。另外，当数据被分片后，每个片的“16位总长度” 值要改为该片的长度值。
三. IP路由表
大部分网络层设备（包括PC机、三层交换机、路由器等）都存储着一张记录路由信息的表格，称为路由表。一张路由表由许多表项组成。网络层设备收到数据报后，根据其目的IP地址查找路由表确定数据报传输的最佳路径(下一跳)。然后利用网络层的协议重新封装数据报，利用下层提供的服务把数据报转发出去。
路由表的项目一般含有五个基本字段：目的地址、网络掩码、下一跳地址、接口、度量。
路由表匹配顺序如下：
●直接交付：路由表项的“目的地址”字段是交付主机的本网络地址。
●特定主机交付：路由表项的“目的地址”字段是某台特定主机的IP地址。
●特定网络交付：路由表项的“目的地址”字段是另一个网络的地址。
●默认交付：路由表项的“目的地址”字段是一个默认路由器（默认网关）。
四. 路由选择过程
路由选择模块从IP 处理模块接收到IP 分组后，使用该分组的目的IP 地址同路由表中的每一个项目按特定的顺序（路由表匹配顺序）查找匹配项，当找到第一个匹配项后就不再继续寻找了，这样就完成了路由选择过程。
匹配路由表项的方法是将IP 地址与路由表中的一个项目的“子网掩码”进行按位“与”操作，然后判断运算结果是否等于该项目的“目的地址”，如果等于，则匹配成功，否则，匹配失败。
路由选择模块的工作过程： 对路由表中的每一个项目
使用分组的目的IP 地址与项目
相匹配
匹配成功
把分组连同下一跳地址发送到
分片模块
停止
发送ICMP 差错报文
Y
N Y
N 该项目的“目的地址”
是另一个网络
该项目的“目的地址”是本网络
使用分组的目的IP 地址作为下一
跳地址使用该项目路由表中的“下一跳地址/网关”作为下一跳地址【实验步骤】
主机B 启动静态路由服务（方法：在命令行方式下，输入“staticroute_config ”）。 按照拓扑结构图连接网络，使用拓扑验证检查连接的正确性。
练习一：编辑并发送IP 数据报
1.主机A启动仿真编辑器，编辑一个IP数据报，其中：
MAC层：“目的MAC地址”设置为主机B的MAC地址（对应于172.16.1.1接口的MAC）。
IP层：“生存时间”设置为128；
“源IP地址”设置为主机A的IP地址（172.16.1.2）；
“目的IP地址”设置为主机E的IP地址（172.16.0.2）。
生存时间128
使用仿真编辑器的“手动计算”校验和；再使用仿真编辑器的“自动计算”校验和，将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。
●IP在计算校验和时包括那些内容？
答：IPv4分组中的校验和只对头部进行，而不再数据部分进行。
2.在主机B、E上启动协议分析器并设置过滤条件（提取IP协议）开始捕获数据。
3.主机A发送第2步中编辑好的报文。
4.主机B、E停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的数据报，并回答以
下问题：
●第2步中主机A所编辑的报文，经过主机B到达主机E后，
报文数据是否发生变化？若发生变化，记录变化的字段，并
简述发生变化的原因。
答：报文数据发生变化。发生变化的字段有：“生存时间”和“首部校验和”。原
因是主机B为路由器，数据包每经过一路由器“生存时间”字段的值会减1，并重新计算校验和。
5.将第2步中主机A所编辑的报文的“生存时间”设置为1。重新计算校验和。
生存时间为1
6.主机B、E重新开始捕获数据。
7.主机A发送第6步中编辑好的报文。
8.主机B、E停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的数据报，并回答以
下问题：
主机B、E是否能捕获到主机A所发送的报文？简述产生这种现象的原因。
答：当主机B对应于172.16.1.1的接口可以捕获到主机A所发送的报文，这时的报文生存时间为1，当主机B接收到A发送的报文后，生存时间减一；但当主机B对应于172.16.0.1的接口转发时，主机E就不能捕获到主机A所发送的报文。原因是当“生存时间”字段的值减至为0时，路由器将该报文丢弃不进行转发。
练习三：IP数据报分片
1.在主机B上使用“开始\程序\网络协议仿真教学系统通用版\工具\MTU工具”设
