计算机网络网络层实验报告参考

实验报告

课程 计算机网络 题目 基于Cisco Packet Tracer的网络层实验

院系名称 计算机学院 班 级 计科班 学生姓名 学 号 指导教师 时 间 2016.11.14

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实验二：网络层协议实验

实验说明：

1.实验中的问题按照自己的方式回答，如文字，图片，表格等形式。 2.实验报告共四份，于期末通知时再统一打包上交。

3.报告文档模板中如有错误，请反映到计算机网络QQ群上。

实验内容目录：

实验2.1： IP分析

实验2.2：实验2.3：实验2.4：实验2.5：实验2.6：地址分配实验 分析 分析 路由协议分析

与NAT协议分析

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IP ARP ICMP VPN实验2.1：IP分析

实验目的：

1、 熟悉IP的报文格式以及关机字段的含义。 2、 掌握IP地址的分配方法。

3、 理解路由器转发IP数据报的流程。 实验思考题：

1. 一个IP分组经路由器转发后，有哪些字段会发生变化？

答：TTL字段需要减一，而IP头部的校验和需要重新计算，因此这两个字段会发生变化。

2. 为什么任务三中的两个分片的长度分别为1500字节和48字节。 答：原数据长度为1500+8（ICMP报文头长度）=1508字节，超过以太网帧的最

大传输能力，因此需要分成两片。长度分别为1480字节和28字节，封装成IP后，每片的长度分别为1480+20=1500字节，28+20=48字节。

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实验2.2：IP地址分配实验

实验目的：

1. 掌握主机和路由器的IP地址配置。 2. 熟悉CIDR的IP地址编址方法。 3. 理解CIDR的路由聚合功能。 实验思考题：

1. 与分类的IP编址方法相比，CIDR编址方案具有什么优点？

答：1）CIDR的地址分配更高效，因为CIDR采用可变长掩码，能根据网络的实际大小量身定制主机地址空间。2）CIDR具有路由聚合功能，能减少路由器的路由表项。

2.路由器的不同接口能否使用相同的网络号？

答：不能，路由器的不同接口必须使用不同的网络号。

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实验2.3：ARP分析

实验目的：

1. 掌握基本的ARP命令。

2. 熟悉ARP报文格式和数据封装方式。 3. 理解ARP的工作原理。 实验思考题：

1. 任务一完成后，哪些PC的ARP缓存拥有PC0的MAC地址记录？哪些PC新添加了PC1 的MAC地址记录？

答：任务一完成后，PC1和PC2拥有PC0和MAC地址记录，PC0添加了PC1和PC2的MAC地址记录。

2. ARP缓存的作用是什么？缓存中记录的保存时间是否越长越好？请解释理由。

答：ARP缓存可以提高工作效率，避免主机重复进行地址查询询问。缓存时间不是越长越好，因为网络可能经常有设备动态加入或撤出，并且更换设备的网卡或IP地址也会引起主机地址映射发生变化，如果缓存时间过长会造成数据更新过慢，造成地址解析错误。

3. 主机使用ARP能查询到其他网络的MAC地址吗？为什么？

答：不能。因为ARP广播询问包会被路由器阻拦。

4. 在任务二的步骤3中，ARP被执行了几次？

答：共执行两次，第一次是PC0查找路由器Fa0/0的MAC地址，第二次是路由器查找PC4的MAC地址。

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实验2.4：ICMP分析

实验目的：

1. 熟悉ICMP报文格式和数据单元的封装方式。

2. 利用ping程序和tracert命令，熟悉ICMP的工作原理。 3. 进一步理解ICMP的作用。 实验思考题：

1. 在tracert命令中，为什么源主机对于每个ＴＴＬ值都要重复进行多次探测？

答：由于IP网络是不可靠的，通过多次重复探测可以避免因个别丢包而造成检测失败。

2.ICMP是否会给Internet带来安全隐患？

答：ICMP是网络层控制协议，不仅可以对网络层设备进行各种探寻，也可能更改主机配置，功能强大，但从另一面讲，这也是一个网络安全隐患，例如死亡Smurf攻击就利用ICMP进行网络攻击，因此许多操作系统的防火墙都拒绝ICMP包访问本机。

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实验2.5：路由协议分析

实验目的：

1. 理解网络路由，学习静态路由配置能力。 2. 理解RIR动态路由协议的工作原理。 3. 理解OSPF动态路由协议的工作原理。 实验思考题

1. 如果路由器转发数据报的目标不在路由表中，则会如何处理？

答：如果有默认路由，则按默认端口转发，否则丢弃处理。

2. 在任务二的步骤2中，环路造成的循环转发过程会不会停止？原因是什么？

答：当被转发的IP包的TTL字段被降到0时，该循环发的工程将停止。

3. 在任务三的步骤3中，Router3几次更新才能获得网络10.1.1.0的路由信息？

答：需要两个周期。

4.RIP和OSPF协议分别采用哪种通信协议？请解释理由。

答：RIP报文知识在临近节点进行传输，因此采用低开销的UDP来传输，而OSPF报文需要在网络进行泛洪传输，因此使用IP。

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实验2.6：VPN与NAT协议分析

实验目的：

1. 理解VPN使用的IP隧道技术的工作原理。 2. 理解NAT技术的工作原理。 实验思考题： 1. 在任务一中，Router1如何区分Server0返回给不同主机的ＨＴＴＰ报文。

答：NAT服务器（Router1）通过不同的端口号来识别不同的主机的报文。

2. 在任务二中，VPN中采用隧道技术的原因是什么？

答：由于Net1和Net2都是使用私有地址，因此无法直接通过Internet进行通信：采用隧道技术可以方便地将源目地址转换为全局地址，而且到达目标路由器后，也很容易获得真正目标主机的IP地址。

3.Net1网络和Net2网络的IP地址能否编在同一段？

答：不行，这样容易造成两个网段间主机的IP地址发生冲突。

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