TCPIP协议实验指导书.docx

电子科技大学通信学院TCP/IP 协议实验指导书杨 宁 编 写2014 年 9 月目录实验拓扑说明1实验 1：IP 分组交付和 ARP 协议2实验 2：RIP 协议的路由更新9实验 3：OSPF 协议的多区域特性14实验 4：排错工具Ping 和 Trace20实验 5：FTP 中的 TCP 传输服务26附录 1：dynamips 与 dynagen 软件30附录 2：Wireshark 软件35附录 3：协议数据报文格式36实验拓扑说明为了减少其他网络通信对实验现象和实验数据的干扰，本课程实验 13 使用Dynagen/Dynamips 和 VMware Workstation 模拟构建如下所示的一个虚拟实验拓扑，其中 子网 A 和子网 B 的拓扑结构是固定的，网络云的拓扑结构则随各个具体实验需求而变化。Ethernet1（VMnet1） F0/0F0/0Ethernet2（VMnet2）网络云PC3PC4ServerPC1PC2R1R2子网 A：/24R1 F0/0 = 54子网 B：/24R2 F0/0 = 54PC1: DHCPPC2: PC3: PC4: Server:53实验拓扑中的所有路由器均由 Dynamips 软件模拟实现，计算机 PC1、PC2、PC3 和 PC4 是由 VMware Workstation 软件实现的 Windows XP 虚拟机，Server 是由 VMware Workstation 软件实现的 Windows Server 2003 虚拟机或安装了 IIS 的 Windows XP 虚拟机， 以太网 Ethernet1 和 Ethernet2 由提供集线器功能的虚拟网卡 VMnet1 和 VMnet2 模拟实现。1实验 1：IP 分组交付和 ARP 协议【实验目的】1、掌握 IP 子网划分技术、IP 地址分配原则，以及特殊 IP 地址的特征和作用 2、理解掌握直接交付与间接交付 IP 分组过程中的路由选择、ARP 解析和以太网封装技术3、分析子网划分对 IP 分组交付的影响【预备知识】1、IP 地址、MAC 地址、子网和掩码的概念 2、掩码运算：确定 IP 网络（或子网）及其范围 3、以太网原理和帧结构【实验原理】IP 子网中使用一个 32 比特的掩码来标识一个 IP 地址的网络/子网部分和主机部分。 将 IP 地址和掩码进行“位与”运算后可以得到该 IP 地址所在 IP 子网的子网地址，结合 掩码中 0 比特个数可以确定该 IP 子网的 IP 地址空间范围。根据 IP 地址所在 IP 子网的 子网地址及其掩码，可以判断这些 IP 地址是否属于同一个 IP 子网。IP 地址空间中定义了一些特殊地址：l 网络/子网地址：标识一个 IP 网络或子网。 l 直接广播地址：表示该分组应由特定网络上的所有主机接收和处理。 l 受限广播地址：表示该分组应由源所在网络或子网上的所有主机接收和处理。 l 本网络上本主机地址：表示主机自己。 l 环回地址：用来测试机器的协议软件。 IP 分组被交付到最终目的地有两种不同的交付方式：直接交付和间接交付。交付时 首先通过路由选择技术确定交付方式：如果 IP 分组的目的与交付者在同一个 IP 网络上， 就直接交付该分组至目的站点；如果 IP 分组的目的与交付者不在同一个 IP 网络上，就 间接交付该分组至下一个路由器（即下一跳站点）。在以太网上，IP 分组是封装在以太帧中发送的，因此发送时除了要有接收站的 IP 地址（IP 分组中的目的 IP 地址）外，还需要接收站的 MAC 地址（以太网帧中的目的 MAC 地址）。ARP 协议（RFC 826）实现了 IP 地址（逻辑地址）到 MAC 地址（物理地 址）的动态映射，并将所获得的映射存放在 ARP 高速缓存表中。不同的交付方法将导致不同的 ARP 解析操作，获取不同的目的物理地址。直接交付 时，交付者直接将 IP 分组交付给该分组的目的站点，因此交付者使用 ARP 协议找出 IP 分组中目的 IP 地址对应的物理地址。间接交付时，交付者需要将 IP 分组交付给下一跳 站点，而不是该 IP 分组的目的端，因此交付者使用 ARP 协议找出下一跳站点 IP 地址对 应的物理地址。IP 网络是一个逻辑网络，一个物理网络可以被逻辑划分成若干个 IP 网络。两个 IP 网络之间的通信必须经由路由器中继，未经路由器互连的两个 IP 网络即使在同一物理网 中也不能通信。主机的默认网关地址就是连接该主机所在 IP 网络的路由器接口的 IP 地 址。2【实验内容】Ethernet1（VMnet1）F0/0PPPF0/0Ethernet2（VMnet2）S1/0S1/0PC1PC2R1R2PC3PC4子网 C：子网 B：/24子网 A：/24/30R1 F0/0 = 54，S1/0 = R2 F0/0 = 54，S1/0 = 实验拓扑中 VMware 虚拟机 PC1、PC2、PC3 和 PC4 分别位于由提供集线器功能的 虚拟网卡 VMnet1 和 VMnet2 模拟实现的两个以太网 Ethernet1 和 Ethernet2 中，这两个以 太网对应的 IP 子网 A 和子网 B 分别连在 Dynamips 软件模拟实现的路由器 R1 和 R2 的 F0/0 接口上。R1 和 R2 之间通过 PPP 链路互联。R1、R2、PC2、PC3 和 PC4 的网络连 接均已配置。实验者首先在 PC1 上配置其网络连接，并配合通信测试命令（ping）来检验特殊 IP 地址的用途以及 IP 子网设置对同一物理网内计算机间通信的影响，从而理解并掌握子网 地址、子网广播地址和主机地址的概念、特征与用途。然后在 PC1 上使用 ping 命令分别进行 IP 子网内通信和 IP 子网间通信，通过 ARP 缓存表操作命令、Dynamips 软件的分组捕获功能以及 Wireshark 软件的捕获分组查看功 能，分析 IP 分组的直接交付、间接交付操作和路由器的作用，掌握 ARP 协议的工作原 理，以及 IP 分组投递过程中源/目的 IP 地址与源/目的 MAC 地址的特征，理解 IP 子网对 IP 分组交付的影响。【实验步骤】1、确保网络连接中的 VMnet1 和 VMnet2 均被启用，然后依次启动 VMware Workstation 中 TCPIP 组内的虚拟机 PC1、PC2、PC3 和 PC4，使用 ipconfig 命令 查看并记录这 4 台 PC 的网络连接信息，在 PC1 上 ping PC2 的 IP 地址，记录并 分析 ping 的结果。2、设置 PC1 的子网掩码为 ，然后将其 IP 地址分别设为 、 55，记录并分析设置结果。3、根据实验拓扑中的各子网信息以及步骤 1 中记录的 PC2、PC3、PC4 的网络连接 信息，配置 PC1 的 IP 地址、子网掩码和默认网关，使得 PC1 能够 ping 通 PC2，并在 PC1 上分别 ping PC3 和 PC4 的 IP 地址，记录并分析 ping 的结果。4、在 PC1 上分别 ping 以下 8 个 IP 地址：、55、、 55、、、0、55，记录并分析 ping 的结果。5、运行 Dynagen 中的“Network device list”程序，核对确保 文件中 R1 的 F0/0 值与“Network device list”中 VMnet1 的“NIO_gen_eth”一致，R2 的 F0/0 值与“Network device list”中 VMnet2 的“NIO_gen_eth”一致。然后启动Dynamips Server（直到步骤 15 才能关闭 Dynamips Server 窗口），接着运行3，在 Dynagen 窗口中提示符“=”后依次输入以下命令启动路由器 R1 和 R2，并进入其 CLI：= start R1 = start R2 = con R1 = con R26、分别在 R1 的 CLI 提示符“R1”后以及 R2 的 CLI 提示符“R2”后输入“show arp”命令查看并记录两台路由器当前的 ARP 缓存表，例：R1 show arpR2 show arp7、在 Dynagen 窗口中提示符“=”后依次输入以下命令捕获子网 A、子网 B 和子 网 C 中的分组：= capture R1 f0/0 a.cap = capture R2 f0/0 b.cap= capture R2 s1/0 c.cap PPP8、分别在 PC1、PC2、PC3、PC4 上使用命令“arp -d *”清空四台 PC 上的 ARP 缓 存表，然后使用命令“arp -a”查看并记录清空操作后的 ARP 缓存表。9、在 PC1 上 ping PC2 的 IP 地址，记录 ping 回应信息。ping 结束后分别在 PC1、 PC2、PC3、PC4 上使用命令“arp -a”、在 R1 和 R2 的 CLI 上使用命令“show arp”查看并记录四台 PC 和两台路由器的 ARP 缓存表。10、在 PC1 上 ping PC3 的 IP 地址，记录 ping 回应信息。ping 结束后分别在 PC1、 PC2、PC3、PC4 上使用命令“arp -a”、在 R1 和 R2 的 CLI 上使用命令“show arp”查看并记录四台 PC 和两台路由器的 ARP 缓存表。11、在 PC1 上 ping PC4 的 IP 地址，记录 ping 回应信息。ping 结束后分别在 PC1、 PC2、PC3、PC4 上使用命令“arp -a”、在 R1 和 R2 的 CLI 上使用命令“show arp”查看并记录四台 PC 和两台路由器的 ARP 缓存表。12、在 PC1 上 ping 子网 A 内一台不存在主机的 IP 地址，记录 ping 回应信息。ping 结束后在 PC1 上使用命令“arp -a”查看并记录其的 ARP 缓存表。13、在 Dynagen 窗口中提示符“=”后依次输入以下命令停止捕获子网 A、子网 B 和子网 C 中的分组：= no capture R1 f0/0 = no capture R2 f0/0 = no capture R2 s1/014、用 Wireshark 软件查看并分析捕获的分组文件（a.cap、b.cap 和 c.cap）中的 ARP和 ICMP 分组，查看过滤条件为“arp | icmp”（在 Wireshark 主窗口界面“过滤 工具栏”的“Filter：”域中输入）。15、实验结束后，按照以下步骤关闭实验软件、上传实验数据、还原实验环境：（1）关闭 R1、R2 的 CLI 窗口，在 Dynagen 窗口中提示符“=”后依次输入以 下命令关闭 Dynagen 窗口，然后再关闭 Dynamips Server 窗口：= stop /all = exit4（2）将 PC1 的网络连接设置为“自动获得 IP 地址”，然后依次关闭 PC1、PC2、 PC3 和 PC4，关闭 VMware 窗口；（3）运行 所在目录下的“reset.bat”程序来上传实验数据、还原实验环 境（注意：务必按照“reset.bat”程序运行中的提示信息执行正确操作）。【实验数据和结果分析】1、记录实验中 PC1、PC2、PC3 和 PC4 的网络连接。PC1步骤 1步骤 3PC2PC3PC4IP 地址子网掩码默认网关【分析】PC1 在步骤 1 和步骤 3 中是否与 PC2、PC3、PC4 在一个 IP 子网中？为什么？2、记录实验中 PC1 的 ping 通信结果。步骤目的主机PING 回应信息能否通信1PC2PC23PC3PC554550559PC210PC311PC412本子网内不存在的主机说明：因 Dynamips 软件模拟问题，在步骤 10 和步骤 11 中 R2 不会转发 PC1 发给 PC3 和 PC4 的第 1 个 ping 测试请求报文，故实验中请忽略该报文。【分析】PC1 在什么情况下能与 PC2、PC3、PC4 通信？3、记录实验中 PC1、PC2、PC3、PC4、R1 和 R2 的 ARP 缓存表项：步骤6：使用“show arp”命令查看 R1 和 R2 当前的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2步骤8：使用“arp a”命令查看清空操作后 PC1PC4 的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfacePC15PC2PC3PC4步骤 9：PC1 ping PC2 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2PC1PC2PC3PC4步骤 10：PC1 ping PC3 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2PC1PC2PC3PC4步骤 11：PC1 ping PC4 后，R1、R2 和 PC1PC4 的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfaceR1R2PC1PC2PC3PC4步骤 12：PC1 ping 本子网内一台不存在的主机后，PC1 的 ARP 缓存表IP 地址MAC 地址InterfacePC1说明：如果某个步骤中某设备的 ARP 缓存表为空，则填写“无”。如果某个步 骤中某设备有多条 ARP 缓存表项，则要填写每一条表项。【分析】1）每台 PC 的 ARP 缓存表中能否有其它 IP 子网中 PC 的地址映射？为什么？2）在实验中 PC2 的 ARP 缓存表中能否会有其默认网关 54 的地址 映射？为什么？3）如果步骤 11 中出现了某条 ARP 表项消失的情况，原因可能是什么？4、记录步骤 9、步骤 10、步骤 11、步骤 12 中捕获的分组信息：步骤：PC1 ping子网 A以太帧头源地址目的 MACARP 请求ARP 分组发方 MAC目标 MAC发方 IP目标 IPARP 响应以太帧头源 MAC目的 MAC6ARP 分组发方 MAC目标 MAC发方 IP目标 IPICMP 回送以太帧头源 MAC目的 MAC请求IP 分组头源 IP目的 IPICMP 回送以太帧头源 MAC目的 MAC应答IP 分组头源 IP目的 IP子网 B以太帧头源地址目的 MACARP 请求ARP 分组发方 MAC目标 MAC发方 IP目标 IP以太帧头源 MAC目的 MACARP 响应ARP 分组发方 MAC目标 MAC发方 IP目标 IPICMP 回送以太帧头源 MAC目的 MAC请求IP 分组头源 IP目的 IPICMP 回送以太帧头源 MAC目的 MAC应答IP 分组头源 IP目的 IP子网 CICMP 回送PPP 帧头地址请求IP 分组头源 IP目的 IPICMP 回送PPP 帧头地址应答IP 分组头源 IP目的 IP说明：MAC 和 IP 地址可用对应的设备标识填写（如“R1 f0/0”、“PC1”），如 果无对应的设备标识，则填写 16 进制 MAC 地址或点分十进制 IP 地址； 如果某个步骤中某子网内没有捕获到相应类型的分组，则填写“无”。【分析】1）4 个步骤中是否在子网 A、B 和 C 中都有 ARP 分组？为什么？2）4 个步骤中 PC1 是否每次都发出了封装着 ICMP 报文的 IP 分组？为什么？ 3）4 个步骤中 PC1 是否每次都收到了封装着 ICMP 报文的 IP 分组？为什么？ 4）如果 PC1、PC2 和路由器 R1 之间采用以太网交换机连接，那么在步骤 9 中 R1 能否捕获到 PC1 ping PC2 时产生的 ARP 请求分组、ARP 响应分组以及ICMP 回送请求报文和 ICMP 回送应答报文？为什么？5）步骤 10 中路由器 R1 和 R2 在转发源为 PC1、目的为 PC3 的 IP 分组时，分 别采用的是直接交付还是间接交付？为什么？【实验结论】1、根据步骤 2 和 4，总结本实验中所有特殊 IP 地址的地址结构特征，以及它们在 通信中的使用情况。2、总结主机发送 IP 分组时的直接交付和间接交付操作过程，以及过程中 ARP 协议 和 ARP 缓存表的具体操作步骤。73、总结当源和目的主机间跨越多个 IP 网络时，它们的 IP 分组在交付过程中源和目的 IP 地址的变化情况，以及封装该分组的数据帧的源和目的 MAC 地址的变化 情况。8实验 2：RIP 协议的路由更新【实验目的】1、掌握 RIP 协议在路由更新时的发送信息和发送方式2、掌握 RIP 协议的路由更新算法【预备知识】1、静态路由选择和动态路由选择2、内部网关协议和外部网关协议3、距离向量路由选择【实验原理】RIP 协议（RFC 1058）是一个基于距离向量路由选择的内部网关协议：每台路由器 定期与邻居路由器交换各自路由表中的所有路由信息，使用 Bellman-Ford 算法计算路由 表。RIP 协议的路由度量（Metric）是到目的网络的跳数（hop count），最大跳数值为 15。运行 RIP 协议的路由器初始接入到网络上时，它的路由表中只有根据其接口上的 IP 配置信息获得的直连网络的直连路由。随着 RIP 路由信息的不断交换，互联网中的每台 RIP 路由器最终会掌握整个互联网的知识，即 RIP 协议收敛。RIP 协议有 2 种类型的报文：RIP 请求报文和 RIP 响应报文，它们都封装在 UDP 数 据报中广播发送。- RIP 请求报文可以询问特定路由项目或所有路由项目。当运行 RIP 协议的路由 器刚接入网络中时，会广播发送一份询问所有路由项目的 RIP 请求报文。 - RIP 响应报文可以是询问或非询问的。询问的 RIP 响应报文仅在回应 RIP 请求 报文时单播发送给请求者，发送的内容是请求报文中所请求的特定路由项目或 整个路由表的路由项目。非询问的 RIP 响应报文则是定期的广播发送，发送的 内容是整个路由表中的路由项目。RIP 响应报文中携带的 RIP 路由通告信息只 有目的网络地址和跳数值。RIP 协议使用 3 个计时器来支持 RIP 协议的操作。- 定期计时器（30 秒）控制定期的 RIP 路由通告，但为了避免出现整个互联网 中的路由器同时更新而引起的过载问题，实际实现中路由器的 RIP 路由通告间 隔通常是 2535 之间的一个随机数。 - 截止期计时器（180 秒）管理 RIP 路由的有效性，路由器每次收到一条 RIP 路 由的更新信息，就复位该路由的截止期计时器。如果一条 RIP 路由的截止期计 时器期满，则将该路由标记为无效，即将其跳数设置为 16，表示该路由的目 的不可达。 - 路由器收到邻居通告的一条无效路由，或因为截至计时器期满而产生一条无效 路由时，并不立即从路由表中清除无效路由，而是为该无效路由启动一个无用 信息收集计时器（120 秒），并继续在定期的路由通告中通告跳数为 16 的无效 路由。仅当无效路由的无用信息收集计时器期满时才将其清除。无用信息收集 计时器使得邻居路由器能够获知某条路由是无效的。 RIP 协议存在缓慢收敛和不稳定的问题。为了解决这些问题，RIP 协议中采用了触 发更新和水平分割方法。- 触发更新是当网络有变化时，路由器立即发送更新信息；如果网络没有变化， 9则仍是定期发送更新信息。触发更新不会影响路由器的 RIP 定期计时器。- 水平分割是在发送路由信息时，路由器根据发送接口选择发送路由表中的路由 信息，简单的说就是从某个接口收到的路由信息不能再从该接口发送出去。 【实验内容】R1F0/0F0/子网 1子网 2/24/24R2R3.2.3 F0/0子网 3/24R1F0/0F0/0.1.2子网 1子网 2/24/24R2R3.2.3 F0/0子网 3/24图 A图 B实验拓扑中 Dynamips 软件模拟实现的路由器 R1、R2 和 R3 互联了的子网 1、子网 2 和子网 3，路由器之间使用 RIPv1 协议进行路由选择。实验者使用 Dynamips 软件捕获三个子网上传送的 RIP 报文，使用 Wireshark 软件查 看捕获的 RIP 报文，分析 RIP 协议的路由更新过程。【实验步骤】注意：为方便分阶段分析 RIP 路由更新过程，实验中请记录下步骤 3、4、5、6 的 操作时间！1、启动 Dynamips Server，然后运行 ，在 Dynagen 窗口中提示符“=”后依 次输入以下命令启动路由器 R1、R2 和 R3，并进入其 CLI：= start R1 = start R2 = start R3 = con R1 = con R2 = con R32、在 R1 的 CLI 提示符“R1”后输入“show ip route”命令查看路由器 R1 当前的 路由表，确保实验网中的 RIP 协议已经收敛。R1 show ip route3、在 Dynagen 窗口中提示符“=”后输入以下命令捕获子网 1、2 和 3 中的分组：= capture R1 f0/0 1.cap = capture R2 f0/0 2.cap = capture R3 f0/0 3.cap4、2 分钟后，在路由器 R1 的 CLI 中输入以下命令断开 R1 与子网 2 的连接（如图 B所示）：en对应的 CLI 提示符为“R1”conft对应的 CLI 提示符为“R1#”intf0/1对应的 CLI 提示符为“R1(config)#”shut对应的 CLI 提示符为“R1(config-if)#”5、5 分钟后，在路由器 R1 的 CLI 中输入以下命令将拓扑恢复成图 A 所示拓扑，即10恢复路由器 R1 与子网 2 的连接。en对应的 CLI 提示符为“R1”conft对应的 CLI 提示符为“R1#”intf0/1对应的 CLI 提示符为“R1(config)#”no shut对应的 CLI 提示符为“R1(config-if)#”说明：请根据 R1 CLI 的当前提示符输入对应的命令。6、3 分钟后，在 Dynagen 窗口中提示符“=”后输入以下命令停止捕获：= no capture R1 f0/0 = no capture R2 f0/0 = no capture R3 f0/07、用 Wireshark 软件查看并分析捕获的分组文件（1.cap、2.cap 和 3.cap）中的 RIP报文，查看过滤条件为“rip”（在 Wireshark 主窗口界面“过滤工具栏”的“Filter：” 域中输入）。8、实验结束后，按照以下步骤关闭实验软件、上传实验数据、还原实验环境：（1）关闭 R1 的 CLI 窗口，在 Dynagen 窗口中提示符“=”后依次输入以下命 令关闭 Dynagen 窗口，然后再关闭 Dynamips Server 窗口：= stop /all = exit（2）运行 所在目录下的“reset.bat”文件来上传实验数据、还原实验环 境（注意：务必按照“reset.bat”程序运行中的提示信息执行正确操作）。【实验数据和结果分析】1、步骤 2 中根据 R1 路由表中的哪些信息可以确保实验网中的 RIP 协议已经收敛？ 为什么？2、汇总 3 个子网上捕获的 RIP 报文。按照报文的捕获顺序，分阶段分析记录每个 子网中每台路由器在两次拓扑变化（第 1 次拓扑变化：图 A图 B，第 2 次拓扑 变化：图 B图 A）过程中发出的 RIP 报文信息：1）阶段 1：第 1 次拓扑变化开始前（RIP 已收敛）的 2 个周期的 RIP 报文； 2）阶段 2：第 1 次拓扑变化时 RIP 收敛过程中的所有 RIP 报文；3）阶段 3：第 1 次拓扑变化时 RIP 完成收敛后的 2 个周期的 RIP 报文； 4）阶段 4：第 2 次拓扑变化时 RIP 收敛过程中的所有 RIP 报文； 5）阶段 5：第 2 次拓扑变化时 RIP 完成收敛后的 2 个周期的 RIP 报文。提示：RIP 已收敛是指路由表中已经获得所有可达网络的 RIP 路由，并且已删 除所有不可达（跳数16）的 RIP 路由。具体记录的报文信息如下：子网：路由器IP 分组首部UDP 数据报首部源 IP目的 IP源端口目的端口RIP 报文阶段命令路由信息项 1路由信息项 2捕获时间11网络地址跳数 网络地址 跳数12345说明：每个子网中的每台路由器一张 RIP 报文信息记录表； “命令”请求，响应；“捕获时间”Wireshark 窗口分组列表栏中的“Time”值要求：“Time”查看格式为菜单“ViewTime Display FormatSeconds Since Beginning of Capture”。2、RIP 计时器分析：- 在本实验中，RIP 的定期计时器、截止期计时器和无用信息收集计数器实 际上是多少秒？ - 为什么定期计时器并不是 RFC 中规定的固定值，而是一个时间范围内的随 机值？ 3、阶段 1 分析：- 该阶段中为什么在子网 3 上捕获不到路由器 R3 的 RIP 报文？ 4、阶段 2 分析：- 分析子网 1 中路由器 R1 的 RIP 报文信息记录，根据哪一个 RIP 报文，可以 推断出 R1 大约何时断开与子网 2 的连接的？为什么？ - 该阶段中记录的哪些 RIP 报文是触发更新报文？是如何推断出来的？ - 产生这些触发更新报文的原因分别是什么？ - RIP 的触发更新报文和定时更新报文在通告的路由信息数量上有何不同？ 6、阶段 3 分析：- 路由器 R1、R2 和 R3 在第 1 次拓扑改变时的 RIP 收敛时间大概分别是多少 秒钟？整个网络的 RIP 收敛时间是多少秒钟？ - 为什么 R1 的收敛时间明显短于 R2 和 R3？ - 该阶段中为什么在子网 1 中捕获不到路由器 R1 的 RIP 报文？ 7、阶段 4 分析：- 分析子网 2 中路由器 R1 的 RIP 报文信息记录，根据哪一个 RIP 报文，可以 推断出 R1 大约何时恢复与子网 C 的连接的？为什么？ - 该阶段中记录的哪些 RIP 报文是触发更新报文？ - 产生这些触发更新报文的原因分别是什么？ - 该阶段中为什么路由器 R2 会在子网 2 上发送单播和广播这两种 RIP 响应分 组？ 8、阶段 5 分析：- 路由器 R1、R2 和 R3 在第 2 次拓扑改变时的 RIP 收敛时间分别是多少秒钟？ 整个网络的 RIP 收敛时间是多少秒钟？ 12- 比较 2 次拓扑变化时 RIP 的收敛时间，分析 RIP 协议对好消息（网络可达） 和坏消息（网络不可达）的传递哪一种更快？并分析产生这种现象的原因。 【实验结论】1、总结 RIP 协议的路由通告机制，即路由器何时发送 RIP 路由通告？发送哪些内 容？发送方式？说明：询问响应不是路由通告机制。2、总结 RIP 协议的路由更新算法，即路由器收到 RIP 响应报文后，如何更新自己 的路由表？3、总结 RIP 协议的 3 个计时器的工作原理：计时对象？何时启动？何时复位？何 时终止？期满时对计时对象的处理？13实验 3：OSPF 协议的多区域特性【实验目的】1、掌握 OSPF 协议中区域的类型、特征和作用2、掌握 OSPF 路由器的类型、特征和作用3、掌握 OSPF LSA 分组的类型、特征和作用4、理解 OSPF 区域类型、路由器类型和 OSPF LSA 分组类型间的相互关系【预备知识】1、静态路由选择和动态路由选择2、内部网关协议和外部网关协议3、链路状态路由选择【实验原理】OSPF 协议（RFC 2328）是一个基于链路状态路由选择的内部网关协议：路由器仅 在网络拓扑变化时使用洪泛法（flooding）将自己的链路状态更新信息扩散到整个自治系 统中。为了增强 OSPF 协议的可伸缩能力（Scalability），OSPF 协议引入了区域的概念来有 效并及时的处理路由选择。OSPF 区域是包含在 AS 中的一些网络、主机和路由器的集合， 自治系统中所有 OSPF 区域必须连接到一个主干区域（Area 0）上。区域内的 OSPF 路由器（内部路由器，IR）使用洪泛法（flooding）传送本区域内的 链路状态信息，区域边界的 OSPF 路由器（区域边界路由器，ABR）将本区域的信息汇 总发给其他区域，自治系统边界的 OSPF 路由器（自治系统边界路由器，ASBR）将自治 系统外的路由（外部路由）发布在自治系统中。主干区域中的 OSPF 路由器也称为“主 干路由器”（BR）。ABR 不能向 OSPF 残桩区域（Stub Area）通告外部路由。在多址网络 中，为了避免不必要的链路状态洪泛，需要选举 1 个指定路由器（DR）和 1 个备份指定 路由器（BDR）。OSPF 协议有 5 种类型的报文，它们被直接封装在 IP 分组中多播发送。- 问候（Hello）报文：用来建立并维护 OSPF 邻接关系。在建立了邻接关系后， OSPF 路由器会定期发送 Hello 报文，来测试邻站的可达性。 - 数据库描述（DBD）报文：描述 OSPF 路由器的链路状态数据库的概要信息， 即数据库中每一行的标题，它在两台相邻路由器彼此建立邻接关系时发送的。 - 链路状态请求（LSR）报文：由需要若干条特定路由信息的路由器发送出的， 它的回答是 LSU 报文。新接入的路由器在收到 DBD 报文后，可以使用 LSR 报文请求关于某些路由的更多信息。 - 链路状态更新（LSU）报文：OSPF 的核心。OSPF 路由器使用 LSU 报文通告 链路状态更新信息（即链路状态通告，LSA），每一个 LSU 报文可包含几个 LSA。 OSPF 协议的 LSA 有 5 种常用类型：路由器链路 LSA、网络链路 LSA、汇总 链路到网络 LSA、汇总链路到 ASBR LSA 和外部链路 LSA。这 5 种类型的 LSA 由不同类型的 OSPF 路由器产生，在特定类型的区域范围内扩散。 - 链路状态确认（LSAck）报文：用来确认每一个收到的 LSU 报文，使得 OSPF 协议的路由选择更加可靠。 14【实验内容】图 AArea 1Area 0R2.2 子网 3R3子网 4R4.3.4S1/0.2S1/0.3.5F0/0子网 2.1R5.1.5F0/0R1子网 1.6子网 5AS 10R6/16Area 2（stub area）图 BArea 1Area 0R2.2 子网 3R3子网 4R4.3.4S1/0.2S1/0.3.5F0/0子网 2.1R5.1.5F0/0R1子网 1.6子网 5AS 10R6/16Area 2（stub area）子网 1：/24 子网 2：/30 子网 3：/29 子网 4：/24 子网 5：/24路由器 ID： R R R R R R图 CArea 1Area 0R2.2 子网 3R3子网 4R4.3.4S1/0.2S1/0.3.5F0/0AS 20子网 2.1R5/16.1.5F0/0R1子网 1.6子网 5AS 10R6/16Area 2（stub area）实验拓扑中 Dynamips 软件模拟实现的路由器 R1R6 互联了 2 个自治系统（AS 10 和 AS 20），路由器之间使用 OSPF 协议进行路由选择。AS 10 中有 5 个子网，划分了 3个区域：Area 0、Area 1 和 Area 2，其中 Area 2 是一个 Stub 区域。AS 20 中有 1 个子网， 其路由信息将以 OSPF 的外部路由方式发布到 AS 10 的 OSPF 网络中。实验者使用 Dynamips 软件捕获子网 1、2、3 上传送的 OSPF 报文，使用 Wireshark软件查看捕获的 OSPF 报文，分析 OSPF 协议的路由更新过程，考察 OSPF 协议中不同 类型的区域、路由器和 LSA 的特征和作用。1