ARP協議工作原理實驗

2022-06-11 23:36:11 字數 2321 閱讀 8529

一、實驗目的

驗證「在向目的主機傳送資料報時會先查詢arp快取記憶體,如果arp快取記憶體中已儲存了目的主機的mac位址,不進行arp查詢,使用arp快取記憶體中的mac位址;如果快取中沒有ip對應的mac位址,傳送arp請求。」

二、實驗裝置

一台膝上型電腦作業系統為windows 10,使用vmware workstation pro安裝虛擬作業系統ubuntu19.1。虛擬機器使用nat模式與宿主主機連線。安裝wireshark-3.2.7抓包工具和win10pcap工具。(nat模式的網路拓撲圖如下圖)

三、實驗原理

ping命令使用icmp協議。對目的主機進行ping的原理:源主機對目的主機傳送icmp請求,接收icmp應答的過程。

arp協議工作原理:如果不知道目的主機ip位址對應的mac位址,則會廣播傳送icmp請求包,目的主機回應icmp應答包。

四、實驗過程

以ubuntu來作為一台計算機,對ubuntu進行ping操作來模擬傳送資料報。使用wireshark抓包工具捕獲資料報,來判斷是否有arp請求發出。

五、實驗步驟

1、開啟ubuntu,檢視ubuntu的ip位址及mac位址(如圖1)。

(圖1)

2、開啟windows 10作業系統的命令提示符(cmd),輸入ipconfig /all檢視windows的ip位址和mac位址(如圖2)

(圖2)

輸入arp -a檢視arp快取記憶體中的ip位址對應的mac位址(如圖3)。其中192.168.81.254為dhcp伺服器,192.168.81.1為宿主機虛擬網絡卡位址。

(圖3)

3、開啟wireshark選擇ubuntu所在的網絡卡介面卡,進行抓包。

4、在windows 10下的cmd輸入命令ping 192.168.81.128(如圖4)

(圖4)

抓得的資料(如圖5)抓得的資料報不包含arp請求包,即在ping操作之前沒有進行arp查詢。說明arp快取記憶體中已儲存了對方的mac位址,不進行arp查詢。

(圖5)

5、在windows 10下以管理員許可權開啟cmd輸入arp -d *,清空arp快取記憶體中的ip位址於mac位址的對應關係,在輸入arp -a檢視arp快取記憶體中的ip位址與mac位址的對應關係。(如圖6)。

(圖6)

6、再次用wireshark抓包,同時在windows 10下ping 192.168.81.128,抓的資料報(如圖7)。在四次icmp請求和應答報文前,有一次arp請求和應答。說明在快取記憶體中沒有對方的ip位址對應的mac位址時,會先傳送arp請求,獲得ip位址與mac位址的對應關係。

(圖7)

7、再次在cmd中輸入arp -a檢視arp快取中資訊(如圖8)。

(圖8)

六、實驗結果

1、arp快取記憶體中存在ip位址和mac位址的對應關係時,從圖5中可以看到在icmp報文段(ping命令)前沒有arp請求和應答(沒有arp資料報)

2、arp快取記憶體中沒有ip位址和mac位址的對應關係時,從圖7中可以看到在icmp報文段(ping命令)前存在一次arp請求和應答。說明arp快取記憶體中沒有目標ip位址與mac位址的對應關係時會傳送arp請求,查詢ip位址與mac位址的對應關係。

七、結論

在傳送資料報時會先查詢arp快取,如果快取中已儲存了對方的mac位址,不進行arp查詢,使用快取中的mac位址;如果快取中沒有ip對應的mac位址,傳送arp請求。

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