计算机网络实验二：ARP协议以及IP地址和MAC地址关系

一、实验目的
1.掌握ARP协议常用命令;
2.掌握ARP协议的工作过程；
3.掌握IP地址和MAC地址的关系；

二、实验要求
1.掌握ARP协议常用命令;
见计算机网络实验教材-2.7网络命令
2.掌握ARP协议的工作过程；
(1)学习：B站视频学习Cisco Packet Tracer中的MAC地址，IP地址，ARP协议（网址https://www.bilibili.com/video/BV1At411f7hJ?p=1&share_medium=android&share_plat=android&share_source=QQ&share_tag=s_i&timestamp=1590372077&unique_k=bafbNB）。
(2)配置一个包括两个网络的互联网（可参照下图1），并将IP地址和MAC地址相应信息进行标记；
(3)网络1中某主机向本网络中某主机发送数据(例如PC5向PC6发送ICMP数据), 要求此时产生ARP请求数据包,查看ARP请求和应答的过程。查看和标记ARP请求包和ARP应答包的源MAC地址和目的MAC地址；查看ICMP数据包的源IP地址和目的IP地址；源MAC地址和目的MAC地址；
(4)网络1中某主机向网络2中某主机发送数据(例如PC5向PC9发送ICMP数据), 要求此时产生ARP请求数据包,查看ARP请求和应答的过程。查看和标记ARP请求包和ARP应答包的源MAC地址和目的MAC地址；查看ICMP数据包的源IP地址和目的IP地址；源MAC地址和目的MAC地址；

三、实验环境

四、实验结果
1.掌握ARP协议常用命令;
（1） -a：显示所有接口的当前 ARP 缓存表。要显示特定 IP 地址的 ARP 缓存项，要使用带有 InetAddr 参数的 arp -a，
（2）-g：与 -a 相同。
（3）-d：删除指定的 IP 地址项，此处的 InetAddr 代表 IP 地址。对于指定的接口，要删除表中的某项，请使用 IfaceAddr 参数，此处的 IfaceAddr 代表指派给该接口的 IP 地址。要删除所有项，请使用星号 (*) 通配符代替 InetAddr。
（4）-s：向 ARP 缓存添加可将 IP 地址 InetAddr 解析成物理地址 EtherAddr 的静态项。要向指定接口的表添加静态 ARP 缓存项，请使用 IfaceAddr 参数，此处的 IfaceAddr 代表指派给该接口的 IP 地址。
（5）/?：在命令提示符下显示帮助。
2.掌握ARP协议的工作过程；
(1)学习视频。
(2)配置一个包括两个网络的互联网；
(3)PC6向PC5发送ICMP数据包（同一个网络）。
①ARP请求数据包

②ARP应答数据包

③ICMP请求数据包

④ICMP应答数据包

（4）PC5向PC9发送ICMP数据包（两个不同的网络）。
①ARP请求数据包

②ARP应答数据包

③ICMP请求数据包

④ICMP应答数据包

五、思考题
（１）上述步骤2.掌握ARP协议的工作过程的(4)完成后，哪些PC的缓存中拥有了PC5的IP地址与MAC地址的映射关系？
PC9。
（２）主机使用ARP能查询到其他网段的MAC地址么？为什么？
不能，ARP协议是二层协议，不能跨网段，只能在同一个子网内广播。主机如果需要发送数据到与自身不同网段的地址时，它会将数据包发给网关，靠网关来帮它转发。
（３）在上述步骤2.掌握ARP协议的工作过程的(4)中，如果所有设备的ARP表都是空的，则执行 PC5 ping PC9一共出现了几次ARP请求？分别是谁发送的，请求的是谁（哪个IP地址）的MAC地址？
2次。PC５请求路由器与其接口的MAC地址和PC9请求路由器与其接口的MAC地址。
（４）在上述步骤2.掌握ARP协议的工作过程的(4)中，PC5 ping PC9时，数据传输经过了哪些设备？ICMP数据包的源IP地址和目的IP地址；源MAC地址和目的MAC地址是否发生了变化，如果有变化，发生了怎样的变化？
经过了交换机和路由器。
源IP地址和目的IP地址没有发生变化。（源IP地址是PC5的IP地址，目的IP地址是PC9的IP地址。）
源MAC地址和目的MAC地址发生了变化。（在经过路由器之前，源MAC地址是PC5的MAC地址，目的MAC地址是与PC５相连的路由器端口的MAC地址；经过路由器之后，目的MAC地址是PC９的MAC地址，源MAC地址是与PC９相连的路由器端口的MAC地址。）