实验六IGMP协议和RIP协议

1、南昌大学实验报告学生姓名：吴长福 学 号： 8000114105专业班级： 卓越141班实验类型：口验证口综合”设计口创新 实验日期： 2016.12.01 实验成绩：实验六IGMP协议和RIP协议【实验目的】掌握IGMP协议的报文格式掌握IGMP协议的工作原理理解多播组地址到以太网地址的映射掌握路由协议的分类，理解静态路由和动态路由掌握动态路由协议RIP的报文格式，工作原理及工作过程掌握RIP计时器的作用理解RIP的稳定性【实验学时】建议4学时1、IGMP协议【实验环境配置】采用网络结构说明：主机A、C、D的默认网关是172.16.1.1；主机E、F的默认网关是172.16.0.1。【实验原

2、理】一、IGMP报文格式IP数据报 首部IGMP报文k1P数据报IP多播报文从一台计算机发送到一组特定的计算机上，叫做多播。例如，实时信息的交付（如 新闻、股市行情等），软件更新，交互会议等。在因特网上进行多播就叫做IP多播。IP 多播具有以下的一些特点：多播使用组地址IANA把D类地址空间分配用于IP组播地址。所以，IP组播值的范围是：224.0.0.0239.255.255.255。为了更合理的利用有限的组播地址，IANA进一步对它进行了划分。如下图所示:三、 IGMP使用规则多播路由器使用IGMP报文来记录与该路由器相连网络中组成员的变化情况。使用规则 如下：1）当第一个进程加入一个组时

3、，主机就发送一个IGMP报告。如果一个主机的多个 进程加入同一组，只发送一个IGMP报告。这个报告被发送到进程加入组所在的同一 接口上。2）进程离开一个组时，主机不发送IGMP报告即便是组中的最后一个进程离开。主 机知道在确定的组中已不再有组成员后，在随后收到的IGMP查询中就不再发送报告 报文。3）多播路由器定时发送IGMP查询了解是否有任何主机包含有属于多播组的进程。 多播路由器必须向每个接口发送一个IGMP查询。因为路由器希望主机对它加入的每个 多播组均发回一个报告，因此IGMP查询报文中的组地址被设置为0。4）主机通过发送IGMP报告来响应一个IGMP查询，对每个至少还包含一个进程的

4、组均要发回IGMP报告。使用这些查询和报告报文，多播路由器对每个接口保持一个 表，表中记录接口上至少还包含一个主机的多播组。当路由器收到要转发的多播数据 报时，它只将该数据报转发到（使用相应的多播链路层地址）还拥有属于那个组主机的接 口上。【实验步骤】练习一：观察IGMP报文在主机B的172.16.1.1对应的接口、172.16.0.1对应的接口分别启动网络协议分析器 并设置过滤条件（提取IGMP）。在主机B上启动IGMP协议：在主机B的命令行下使用“igmp_config”命令启动IGMP协议。主机B的命令行下使用“igmp_config ”172.16.1.1的接口名 route”命令将

5、172.16.1.1接口设置为“IGMP路由器”。主机B的命令行下使用“igmp_config 172.16.0.1的接口名 route”命令将 172.16.0.1接口设置为“IGMP路由器”。观察主机B上协议分析器所采集到的数据。找到“成员关系查询”报文，并填写下表：数据内容含义目的MAC地址目的IP地址TTL值组地址通过目的MAC地址和目的IP地址，简述组播IP地址到MAC地址的映射方式。练习二：利用IGMP加入一个多播组在主机B、D、F上启动网络协议分析器并设置过滤条件（提取IGMP）。在主机A上运行“组播工具”（使用224.0.1.88作为多 播地址）。在主机B、D、F上观察协议分析

6、器上采集到的数据。察看主机B的“路由和远程访问/IGMP/显示组表格”（在命令行方式下，输入 “igmp_config showgrouptable”），理解“组播工具”使用IGMP协议加入一个多播组的过程。练习三：多播通信在主机B、F上启动协议分析器并设置过滤条件（提取IGMP和UDP）。在主机A、C、E上启动“组播工具”，并加入到同一个多播组（如：224.0.1.88）。察看主机B上的“路由和远程访问/IGMP/显示组表格”，记录其中条目。使用主机A发送数据。观察主机C、E上“组播工具”接收到的数据。主机E退出多播组。察看主机B上的“路由和远程访问/IGMP/显示组表格”。其中是否含有主机

7、E所加入的组的 相关条目？为什么？主机A、C退出多播组。察看主机B上的“路由和远程访问/IGMP/显示组表格”。其中是否含有主机A、C所加入的 组的相关条目？为什么？主机B、F停止捕获数据，观察协议分析器所捕获的数据。简述IGMP在多播通信过程中所起到的作用，绘制多播组成员和IGMP路由器的报文交互过程 （包括 IGMP 和 UDP）。2、RIP协议【实验环境配置】采用如下网络结构【实验原理】一、RIP报文格式-UDP用户数据报IP数据报4字节4字节IP UDP首部 首部必为0首部 路由部分RIP报文地址族板识符路由标记阿缗地址子网掩码下蹒路由器地址距离(1-16)路由懦恩 (20字节/路由)

8、 可重复发现 最多25个二、静态路由静态路由是一种特殊的路由，由网络管理员采用手工方法在路由器中配置而成。这种方 法适合在规模较小、路由表也相对简单的网络中使用。它比较简单，容易实现；可以精确控 制路由选择，改进网络的性能；减小路由器的开销，为重要的应用保证带宽。但对于大规模 的网络而言，如果网络拓扑结构发生改变或网络链路发生故障，用手工的方法配置及修改路 由表，对管理员会形成很大压力。三、距离矢量算法（。算法）下面对是对矢量算法的描述：收到相邻路由器（其地址为X）的一个RIP报文：先修改此RIP报文中的所有项目：将“下一跳”字段中的地址都改为X，并将所有的“距离” 字段的值加1。对修改后的R

9、IP报文中的每一个项目，重复以下步骤：如果项目中的目的网络不在路 由表中将该项目添加到路由表中。否则如果下一跳字段给出的路由器地址是同样的将 收到的项目替换原路由表的项目。否则如果 收到的项目中的距离小于路由表中的距离 更新路由表。若3分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则将此相邻路由器记为不可达的路由器， 即将距离置为16。返回。四、触发更新和水平分割1、触发更新触发更新的思想是当路由器检测到链路有问题时立即对问题路由进行更新。触发更新的 作用是迅速传递路由故障、加速收敛、减少环路产生的机会。如果路由器使用触发更新，它 可以在几秒钟内就在整个网络上传播路由故障信息，极大地缩短了收敛时间。不

10、采用触发更 新，可能要花费更多的时间才能够收敛。2、水平分割路由环路产生的另一个重要原因是不正确的路由信息通过获得这条信息的接口再发送 回去，替代了新的正确的路由，这也导致了错误路由信息的循环往复。水平分割的规则是， 当向某个网络接口发送RIP更新信息时，不包含从该接口得到的选路信息。这样做的目的 是避免路由环路。【实验步骤】练习一：静态路由与路由表在路由器B或路由器E的Static设置方式，观察路由表输入格式，回答静态路由表是由哪几部分组成的?静态路由表项组成：目的地址，子网掩码，下一跳。将主机A的默认网关设为172.16.0.1。用主机A依次ping主机B(192.168.0.2)和主机C

11、(192.168.0.3)，观察现象，记录结果。是否PING 通原因主机A主机B(192.168.0.2)是虽然主机A的网关不是路由B的0/0地址，但是 路由B添加了 192.168.0.0的rip协议，表明要到达 192.168.0.0网段的地址都可以从路由器B经过，所 以A可以ping通B的0/0地址主机A主机C(192.168.0.3)是虽然主机A的网关不是路由B的0/0地址，但是 路由B添加了 192.168.0.0的rip协议，表明要到达 192.168.0.0网段的地址都可以从路由器B经过，所 以主机A想要发送请求给C,可以通过路由B进行 转发请求。从主机 A 依次 ping 主机

12、 B ( 192.168.0.2)、主机 E ( 192.168.0.1)、主机 E (172.16.1.1),观察现象，记录结果。是否PING 通原因主机A主机B(192.168.0.2)是虽然主机A的网关不是路由B的0/0地址，但是 路由B添加了 192.168.0.0的rip协议，表明要到达 192.168.0.0网段的地址都可以从路由器B经过，所 以A可以ping通B的0/0地址主机A-主机E (192.168.0.1)是路由B和路由E是可通的，路由B根据RIP协议 把主机A的请求转发给E(192.168.0.1)主机A-主机E(172.16.1.1)是路由B和路由E是可通的，路由B根

13、据RIP协议 把主机A的请求转发给E(192.168.0.1)，192.168.0.1 和172.16.1.1是其两个端口地址，A发送的请求的 目的地址又是172.16.1.1,故可以ping通.在主机B上，通过手工添加静态路由(route add 172.16.1.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.1)； 在主机 E 上，也添加一条静态路由(route add 172.16.0.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.2 )。从主机 A 依次 ping 主机 B (192.168.0.2)、主机 E(192.168.0.1)、主机 E(172

14、.16.1.1)，观察现象，记录结果。是否PING通原因主机A主机B(192.168.0.2)是路由B添加了静态路由，且A所要发送请求的 目的地址，在路由B的RIP协议中已经添加。主机A-主机E (192.168.0.1)是主机A访问192.168.0.0网段可以通过路由B， 因为B和E会交换路由信息，B的路由表信息中 E对A是可达的，路由B就直接转发给E。主机A-主机E(172.16.1.1)是前两步确认A可达E的192.168.0.1端口，在E的 RIP协议中又存在172.16.0.0，所以可通。在主机B和主机E上删除手工添加的静态路由条目。简述静态路由的特点以及路由 表在路由期间所起到的

15、作用。静态路由相当于一条默认通路，当有主机访问相应的地址时，优先使用静态路由所提供 的线路，可以避免发送请求前还要先对地址进行是否可通的确认，这样既节省时间，又减少 了网络的开销练习二：动态路由协议RIPv2设置过滤条件（提取RIP和UDP）。主机B和主机E启动RIP协议并添加新接口: 添加主机B的接口:在 RIP 中为设置 172.16.0.0 接口和 192.168.0.0添加主机E的接口：在 RIP 中为设置 172.16.1.0 接口和 192.168.0.0。在主机B和E的CLI页面输入：Router(config)#route ripRouter(config-router)#ve

16、rsion 2Router(config-router)#endRouter-B物理I配置命令行IIP3剑客论坛汉化-bbs. B.ont er (con fig) #P.out-er conD is now avai 1 &： 1 ePress P.ETUFJ-I t-o get- started.B.ont e r e n ah 1 eB.onter#con fiiji_ire terminal|Enter conf i jurat-ion coiinaands r erne per line. End with CNTL/Z .Router i：configj jtnc ip route

17、 172- IS. 1.0 255一 EEE一 Z5E. 0 192. 1S8.0.1Rout, e r I： c on fig) #Rout, e r I： c on fig) #P.oiit.er I：conf ig) #rout.er ripP.oiit.er I：conf ig -rout.er) #rout.er ripP.out-er J conf ig-r out-er J #复制 粘贴|餐衣。Packet Tracer-R. |凶实验六IGMP协议和RIP. |阕RuS一四爨骂贸国播琪土如55Router-E物理I配置命令行IIP3剑客论坛汉化-bbs. ipd&B.out.e

18、r coiiO is hotj avai 1 at 1 ePress RETUP1I to get. started.P.out- er：=-e n ah 1 eP.out-er#con fie t-eriainalEnt-er confi ji.irat-ion coiiiiaaiids, one per line. End wit-h CNTL/Z.P.out- er i：c on fig) #nc ip r out- e 172.16.0.0 Z-5-5. Z-5-5. Z-5-5.0 192. 168.0. ZP.out- eric on fig) #li.oiit- eric on

19、f i g) # r out e r ripli.oiit- eric on f ig-r out- e r) # r out e r ipli.out- eric oil f ig-r out- er) #verEioii Zli.out- eric oil f ig-r out- er) #endB-oxiter#% STS - 5 - C ON FI G I: Conf iji.ired from console hy CDii5Dle|复制 粘贴I 餐Cisco Packet Tracer-F：l. | 为实验六 IGMP协议和RIP.“ |WRouteW使得主机B和E的RIP版本一致

20、。在主机B的CLI中输入“Router#show ip rip database”，观察路由表信息。输入 “Router#debug ip rip”观察报文交互，直到两台主机的路由表达到稳定态。记录 稳定态下主机B和主机E的路由表条目。输入“Router#no debug ip rip”停止调 试状态。在主机B和E的CLI页面，分别配置以下信息：Router(config)#route ripRouter(config-router)#timer basic 20 180 180 240Router(config-router)#end这样就是设置了 RIP的更新时间是20秒，无效时间是180

21、秒，拒绝时间是180秒，清除时间是240秒。再使用以下命令来查看RIP协议信息配置：Router#show ip protocols察看报文序列，并回答问题：将“周期公告间隔”设置为0秒可以吗？为什么操作系统对“周期公告间隔”有时间上限和时间下限？上限和下限的作用是什么？不可以，对“周期公告间隔”有时间限制是对发送更新报文时机的一种权衡。上 限是限制更新报文发送过于频繁，增加网络负载；下限是确保路由信息得到及时更 新。通过分析器，比较两个相邻通告报文之间的时间差，是20秒吗？如果不全是， 为什么？不全是，虽然指定的时间为20秒，但工作模式是使用在15到25之间的一个随机数。 这是为了避免出现任何可能的同步，因而可防止在互联网上由于路由器都同时更新而引 起的过载将“路由过期前的时间”设置为30秒(Router(config)#route ripRouter(config-router)#timer basic 20 180 180 30Router(config-router)#end)。禁用主机E的192.168.0. 1的网络连接。在30秒内观察主机B的路由条目变化， 并回答问题：简述“路由过期计时器”的作用是什么？答：作用为管理路由的有效性。如果网络