实验十一 ARP协议探索和分析
【实验目的】
1、掌握ARP协议数据格式；
2、理解ARP协议工作原理；
3、理解ARP缓存的更新规则；
3、熟悉Linux下arp命令的使用方法。
【实验步骤与结果记录】
要求：根据实验指导书中的实验内容和步骤，认真完成实验。采取截图、拍照等形式记录自己的实验步骤和结果。（可根据需要加页）
步骤1:创建虚拟网络拓扑。
1.在实验三的虚拟网络拓扑中增加一台主机ns56B，就可以得到本实验的网络拓扑，如下图所示。
2.利用脚本程序script3.1创建实验三的虚拟网络。
3.使用脚本程序script11.1为网络增加主机ns56B。
步骤2:为虚拟网络拓扑中的各路由器配置静态路由。
1.本实验和实验三采用相同的网络拓扑，路由配置也一样。
2.利用脚本程序script3.2可以配置各路由器的静态路由。
步骤3:关闭网卡offload功能，将运输层封装时需要的计算还给cpu。
1.本实验关闭offload的方法与实验三相同。
2.利用脚本程序script3.3可以关闭网卡offload功能。
3.执行如下命令，关闭新增加的主机ns56B中网卡的offload功能。
ip netns exec ns56B ethtool -K tap56B gso off
ip netns exec ns56B ethtool -K tap56B tx off rx off
步骤4:确保各主机和路由器的ARP缓存表为空。
1.执行如下Linux命令，查看所有主机和路由器的ARP缓存表。
ip -all netns exec arp -n
2.如果发现某个ARP缓存表不空则在相应的NS内执行命令
arp -d <host>
逐条删除arp缓存，或执行
ip neighbour flush dev <DEV>
清空指定接口的ARP缓存表。
步骤5:在主机ns56A，主机ns56B，路由器RB，RA，RC上启动wireshark，在接口tap56A，tap56B，tapRB_RA,tapRA_RC和tapRC_57A上启动抓包。
1.依次执行如下命令，在主机ns56A，主机ns56B，路由器RB，RA，RC上后台启动wireshark。
ip netns exec ns56A wireshark &
ip netns exec ns56B wireshark &
ip netns exec RB wireshark &
ip netns exec RA wireshark &
ip netns exec RC wireshark &
2.在各Wireshark窗口中选择接口tap56A，tap56B，tapRB_RA,tapRA_RC和tapRC_57A，依次启动抓包。
步骤6:利用ping命令从主机ns56A向主机ns57A发送IP数据报。
1.执行如下命令，从主机ns56A上ping主机ns57A。
ip netns exec ns56A ping -c 1 192.168.57.126
步骤7:在5个Wireshark窗口中停止抓包，保存抓包结果文件并分析截获的ARP请求和响应报文。分析ARP协议报文格式，理解ARP协议工作原理。
步骤8:查看主机ns56A，主机ns56B和路由器RB上的ARP缓存表，理解ARP缓存的更新策略。
1.依次执行如下Linux命令，分别查看主机ns56A，ns56B和路由器RB的ARP缓存表
ip netns exec ns56A arp -n
ip netns exec ns56B arp -n
ip netns exec RB arp -n
2.分析并理解ARP缓存更新策略
【问题与分析】
1、在步骤7中，分析在tap56A接口截获的一对ARP请求和响应，截图并填写表11.1。
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| 表11.1 ARP协议格式分析 |||
| | 字段 | 值 |
| ARP请求报文 | 操作码 | 1 |
| ARP请求报文 | 发送方硬件地址 | ba:26:c7:c3:8a:31 |
| ARP请求报文 | 发送方协议地址 | 192.168.56.126 |
| ARP请求报文 | 目的硬件地址 | 00:00:00:00:00:00 |
| ARP请求报文 | 目的协议地址 | 192.168.56.1 |
| ARP响应报文 | 操作码 | 2 |
| ARP响应报文 | 发送方硬件地址 | 9a:ee:b6:8a:a6:76 |
| ARP响应报文 | 发送方协议地址 | 192.168.56.1 |
| ARP响应报文 | 目的硬件地址 | ba:26:c7:c3:8a:31 |
| ARP响应报文 | 目的协议地址 | 192.168.56.126 |
2、分析步骤7中截获的ARP请求，分析各ARP请求查询哪个IP地址的MAC地址，截图并填写表11.2。解释ARP这么做的原因。
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| 表11.1 ARP工作过程分析 ||
| 主机或路由器 | ARP查询哪个IP地址的MAC地址 |
| ns56A | 192.168.56.1 |
| RB | 192.168.56.246 |
| RA | 192.168.56.250 |
| RC | 192.168.57.126 |
3、分析步骤8中各接口的ARP缓存表，解释主机和路由器为什么将这些记录写入ARP缓存表。截图说明你的分析过程。
56A将下一跳RB的地址记录在缓存表内。
56B未记录。
RB将上一跳与下一跳的地址记录在缓存表内。