今天学了做了IP实验，也跟大家分享一下吧，写这个东西，一方面是检查自己学的怎么样，另一方面也算是复习吧，通过实验加深自己的理解。
IP是TCP/IP协议里的核心协议了，它是网络层的协议，上层的数据包,比如TCP,UDP,ICMP,IGMP等等都要通过它的封装才能在网络上跑的，所以学好它很重要。
拓扑图如下：
这是实验的拓扑图，我是在虚拟机里做的实验，简单说明一下，其中B起着路由器的功能，2块网卡分别连着2个网络，A,D,C在一个子网，网关都指向B的192.168.1.1，E,F在另一个子网，网关都指向B的192.168.2.1。用B能使这2个网络互相连通。
一．
首先来做第一个实验，理解TTL生存时间，通俗的理解就是每经过一个路由器就要值减1，减到0还没到目的地的话，则路由器丢弃它，并向源站发回一个差错报文。因为IP协议是不可靠的数据包发送方式，这样就保证了数据离开源站后，即使找不到目的站也不会无休止的在路由器间循环游历。
启动主机A上的科来软件，并用编辑数据包工具，编辑一个IP数据报，其中：
MAC层：
目的MAC地址:主机B的MAC地址（对应于192.168.1.1接口的MAC）。
源MAC地址：主机A的MAC地址。
协议类型或数据长度：0800。
IP层：
总长度：IP层长度。
生存时间:128。
源IP地址:主机A的IP地址（192.168.1.2）。
目的IP地址:主机E的IP地址（192.168.2.2）。
校验和：在其他所有字段填充完毕后计算。
（计算校验和是理解IP数据包格式的最好方式，建议大家都手工计算一下，那样就会对IP包格式有感性的认识，比如IP在计算校验和时包括哪些内容？）
在主机B（选定两块网卡）、E上启动科来软件，设置过滤条件（提取IP协议），开始抓包。
主机A发送第1步中编辑好的报文。
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：
可以看到在E主机中抓到的数据包的生存时间变成了127，在主机B上分别观察192.168.1.1的网卡和192.168.2.1网卡上所捕获的数据包，发现，在1.1网卡上的数据包没有任何改变，而在2.1网卡上捕获的数据包的生存时间则变为了127，相应的校验和当然也就改变了，可见当数据包经过路由器B（该主机当作路由功能）的时候，生存时间值递减了1。
为了看的更清楚，咱们把主机A里所编辑的数据包的生存时间改为1，然后再打开主机E和B的2块网卡分别抓包。
发送A机上改变了TTL值的数据包。
停止E和B抓包，看看会有什么样的结果？
可以看到只有B的1.1的网卡上抓到了数据包，且和A机上所编辑的数据包完全相同。而在E机和B机上的2.1网卡上都抓不到任何数据。证明了数据包在经过路由器时，因为TTL值减为了0，数据包直接就被路由器给丢弃了。
二．
好了，接下来做第二个实验，理解特殊的IP地址。
1.编辑主机A的IP数据报1，其中:
目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。
源MAC地址：A的MAC地址。
源IP地址：A的IP地址。
目的IP地址：192.168.2.255。
校验和：在其他字段填充完毕后，计算。
主机A再编辑IP数据报2，其中:
目的MAC地址：主机B的MAC地址（对应于192.168.1.1接口的MAC）。
源MAC地址：A的MAC地址。
源IP地址：A的IP地址。
目的IP地址：192.168.2.255。
校验和：在其他字段填充完毕后，计算。
主机B、C、D、E、F启动协议分析器并设置过滤条件（提取IP协议，捕获192.168.1.2接收和发送的所有IP数据包，设置地址过滤条件如下：192.168.1.2双向到Any）。
主机B、C、D、E、F开始捕获数据。
主机A发送这两个数据报。
主机B、C、D、E、F停止捕获数据。
E和F捕获不到任何的数据包，主机C和D也捕获不到本地网卡上的任何数据包，但是由于设置了过滤条件为主机A的ip地址，所以在主机C和D上能抓到在A主机网卡上捕获的数据（注意，这里抓到的数据包是A主机的，并不是C和D的。）数据包1和数据包2，为什么会是这样的结果呢？
我们来看主机A的第一个数据包，它的MAC地址为全F， 还记得ARP的寻址过程吗？这显然是在寻找目的IP为192.168.2.255的MAC地址，但是这种全F的目标地址是在本网段询问的，所以当在本网段（包括主机B的1.1网卡）找不到目标地址为192.168.2.0网段的任何地址的时候就丢弃了该包（即C,D,B的1.1网卡都丢弃了该包），所以说路由器隔离了MAC为全1的广播包。
再来分析数据包2，只有A机和B机的1.1网卡捕获到了该数据包而其它的都不能，为什么会这样呢？按理说它的目的MAC地址是主机B的1.1网卡地址，这是MAC地址的单播，数据包2就是在单播MAC上的IP子网广播，参考范伟导老师的话如下 ：
“IP的广播有三种：255.255.255.255叫本地广播，也叫直播，direct broadcast，不跨路由器。
172.16.33.255叫子网广播，广播给172.16.33.0这个子网，可以跨路由器。
172.16.255.255叫全子网广播，广播给172.16.0.0这个主网，可以跨路由器。
大家以前学网络的时候，老师会给一个概念，说路由器是三层设备，隔离广播，对吧，我也是这样给同学介绍的，但我在后面会告诉同学，并不是所有广播都隔离。 事实上只有255.255.255.255这类本地广播，路由器才不转发，对于子网广播和全子网广播，路由器是转发的。路由器隔离的广播是目的MAC为全1的广播，对于目的MAC是单播的上层广播，路由器是不能隔离的。”
这样的话，E,F还有B的2.0网段的网卡应该能捕获到数据包2的，但是结果是真的抓不到，我也不知道为什么，还希望知道的高手能帮忙分析一下。（查了资料只是说IPV4的路由器不能转发子网广播包和全子网广播包，这样的说法对学网络协议的来说，太不可信服了，我们应该还需知道为什么会被隔离，不是吗？）。
好了，今天就写到这里吧，在做实验的过程中，真的是遇到了问题，比如子网广播和全子网的广播，还希望知道的高手能帮助解答一下，不胜感激。
也希望大家能从该贴中提出问题来，大家一起探讨探讨，我也是刚刚学的，有很多都不懂，也需要高手的帮助和指点。
也希望版主能给多加点分，写的好辛苦呢，毕竟要开这么多的虚拟机做实验，还要写东西。呵呵，不求功劳，就当求个苦劳吧。 |
发表于 2008-3-12 18:46:52
