PC1与PC2之间PING完整通信过程.doc

两台电脑之间PING完整通信过程一、查看设备原始状态1、搭建实验拓扑如图1所示，分别配置PC1PC4的IP地址为192.168.1.1192.168.1.4，并记录它们的MAC地址；图1 实验拓扑2、进入PC1命令提示符状态，输入arp a，查看PC1的ARP缓存表，确认缓存表为空，如果不空，使用命令arp d清空缓存表；3、进入PC2命令提示符状态，输入arp a，查看并确保PC2的ARP缓存表为空；4、进入SW1特权模式，输入show mac-address-table，查看交换机MAC地址表，如果不为空，使用命令clear mac-address-table清空MAC表；6、编辑过滤器，只保留ARP和ICMP协议7、填写下表设备IP地址MAC地址ARP/MAC表PC1PC2PC3PC4SW1二、查看PC1 ping PC2的模拟通信过程1、进入PT的模拟模式，点击“自动捕获/播放”按钮；2、进入PC1命令提示符状态，输入命令ping 192.168.1.23、此时PC1将生成一个ICMP报文（图2），并封装到IP数据包（图3）中：说明：ICMP定义了五种常用差错报文和八种询问报文类型，类型8或0：回送请求或回答查询报文。主要用来测试目的站是否可达以及了解其有关的状态。图2 ICMP报文格式说明：Pro协议字段，常用的协议有：1-ICMP 2-IGMP 6-TCP 8-EGP 9-IGP 17 UDP 88-IGRP 89-OSPF图3 IP数据包格式4、在做二层封装时，由于没有目的主机的MAC地址，此时PC1将调用ARP协议，为获取目的主机的MAC地址，生成一个ARP请求包（图4），再封装到以太网二型帧中（图5），再发给SW1。说明：硬件类型字段：指明了发送方想知道的硬件接口类型，以太网的值为1；协议类型字段：指明了发送方提供的高层协议类型，IP为0800（16进制）；硬件地址长度和协议长度：指明了硬件地址和高层协议地址的长度，这样ARP报文就可以在任意硬件和任意协议的网络中使用；l 操作字段：用来表示这个报文的类型，ARP请求为1，ARP响应为2，RARP请求为3，RARP响应为4；ARP请求时，目标MAC为全0图4 ARP请求包Ethernet II，最早最简单，上层直接承载三层包。其MTU为1500B，它也是在数据传输中最常使用的帧格式；Ethernet 802.3 raw在Novell网络中使用，其MTU为1498B；Ethernet 802.3 SAP在需要LLC控制的局域网中使用，其MTU为1497B；Ethernet 802.3 SNAP主要在交换机之间传输生成树及VLAN信息时使用。MTU为1492B。图5以太网二型帧格式5、SW1收到数据帧后，首先查看帧原MAC地址，并将其保存到MAC地址表中（交换机的地址学习功能），然后将广播帧从接收端口之外的所有端口转发出去；PC2PC4都将收到相同的ARP广播帧；P3和PC4收到广播帧后，拆封到二层，发现是ARP请求包，与自己无关，丢弃该帧；6、PC2收到广播帧后，拆封到二层，发现是请求自己的MAC地址的ARP请求，PC2将PC1的MAC地址放入自己的ARP缓存表中，然后生成一个ARP应答包（图6），并封闭到以太网二型帧中再发给SW1；图6 ARP应答包图7 以太网二型帧7、SW1收到ARP应答帧后，先学习PC2的MAC地址，然后根据目的MAC，查找MAC表，从指定端口转发出去。此时的交换机中就已经学到了PC1和PC2的MAC地址及其连接端口了。Switch#show mac-address-table Mac Address Table-Vlan Mac Address Type Ports- - - - 1 0002.16b0.8501 DYNAMIC Fa0/1 1 00d0.bc12.8502 DYNAMIC Fa0/2Switch#8、PC1收到ARP应答包后，将PC2的MAC地址保存到ARP缓存表中，然后再回到第4步，做二层封装，生成以太网二型帧（图8）。9、SW1收到这个单播帧后，转发给PC2，PC2收到后，生成ICMP应答包，先封装到IP包中，再做二层封装，发给SW1，并由SW1转发给PC1，完成一次PING过程。PC2接收帧PC2发送帧10、PC1再重复三次PING过程，完成整个PING过程。ICMP定义了五种常用差错报文和八种询问报文类型，差错报告报文的类型有一下几个：类型3：目的站不可达类型4：源站抑制类型5：改变路由类型11：时间超过类型12：参数问题查询报文的类型有一下几个：类型8或0：回送请求或回答类型13或14：时间戳请求或回答类型17或18：地址掩码请求或回答类型10或9：路由器询问或通告IP-Ethernet 的组播地址和组播MAC地址有什么关系？许多MAC组播地址是从IP组播地址转换而来。例，OSPF IP组播地址是224.0.0.5, 转换为相应的MAC组播地址如下：(1) 把IP地址（32位）用二进制表现 1110000: 00000000: 00000000: 00000101 (2) 然后抽出最右边的23叫做A： 0000000: 00000000: 00000101 (3) 把IEEE定义的组播01:00:5e作为B. B有24位 (二进制是 00000001:00000000:01011110)(4) 合成相应的MAC组播地址如下：连接 B，0，A。 B