以太網幀與ARP協議分析

一、實驗目的
分析以太網幀，MAC地址和ARP協議
二、實驗環境
與因特網連接的計算機網絡系統；主機操作系統爲windows；使用Wireshark、IE等軟件。
三、實驗步驟：
IP地址用於標識因特網上每臺主機，而端口號則用於區別在同一臺主機上運行的不同網絡應用程序。在鏈路層，有介質訪問控制（Media Access Control,MAC）地址。在局域網中，每個網絡設備必須有唯一的MAC地址。設備監聽共享通信介質以獲取目標MAC地址與自己相匹配的分組。
Wireshark 能把MAC地址的組織標識轉化爲代表生產商的字符串，例如，00:06:5b:e3:4d:1a也能以Dell:e3:4d:1a顯示，因爲組織唯一標識符00:06:5b屬於Dell。地址ff:ff:ff:ff:ff:ff是一個特殊的MAC地址，意味着數據應該廣播到局域網的所有設備。
在因特網上，IP地址用於主機間通信，無論它們是否屬於同一局域網。同一局域網間主機間數據傳輸前，發送方首先要把目的IP地址轉換成對應的MAC地址。這通過地址解析協議ARP實現。每臺主機以ARP高速緩存形式維護一張已知IP分組就放在鏈路層幀的數據部分，而幀的目的地址將被設置爲ARP高速緩存中找到的MAC地址。如果沒有發現IP地址的轉換項，那麼本機將廣播一個報文，要求具有此IP地址的主機用它的MAC地址作出響應。具有該IP地址的主機直接應答請求方，並且把新的映射項填入ARP高速緩存。
發送分組到本地網外的主機，需要跨越一組獨立的本地網，這些本地網通過稱爲網關或路由器的中間機器連接。網關有多個網絡接口卡，用它們同時連接多個本地網。最初的發送者或源主機直接通過本地網發送數據到本地網關，網關轉發數據報到其它網關，直到最後到達目的主機所在的本地網的網關。
（一）、俘獲和分析以太網幀
（1）啓動Wireshark 分組嗅探器
（2）在瀏覽器地址欄中輸入如下網址：
http://www.scu.edu.cn 會出現四川大學主頁。
（4）停止分組俘獲。在俘獲分組列表中（listing of captured packets）中找到HTTP GET 信息和響應信息，如圖1所示。（如果你無法俘獲此分組，在Wireshark下打開文件名爲ethernet–ethereal-trace-1的文件進行學習）。
HTTP GET信息被封裝在TCP分組中，TCP分組又被封裝在IP數據報中，IP數據報又被封裝在以太網幀中）。在分組明細窗口中展開Ethernet II信息（packet details window）。回答下面的問題：
1、你所在的主機48-bit Ethernet 地址是多少？

2、Ethernet 幀中目的地址是多少？這個目的地址是www.scu.edu.cn的Ethernet 地址嗎？

目的地址是:00:d0:f8:6b:ed:0a
這個目的地址是www.scu.edu.cn的Ethernet地址.
（二）、分析地址ARP協議
(1)ARP Caching
ARP協議用於將目的IP轉換爲對應的MAC地址。Arp命令用來觀察和操作緩存中的內容。雖然arp命令和ARP有一樣的名字，很容易混淆，但它們的作用是不同的。在命令提示符下輸入arp可以看到在你所在電腦中ARP緩存中的內容。爲了觀察到你所在電腦發送和接收ARP信息，我們需要清除ARP緩存，否則你所在主機很容易找到已知IP和匹配的MAC地址。
步驟如下：
（1）清除ARP cache，具體做法：在MSDOS環境下，輸入命令arp –d.

（2）啓動Wireshark分組俘獲器
（3）在瀏覽器地址欄中輸入如下網址：
www.scu.edu.cn，得到四川大學的主頁，或者其他網頁地址都可以。
（4）停止分組俘獲。
（5）選擇 Analyze->Enabled Protocols->取消IP選項->選擇OK。如圖3所示：

圖2.2 利用Wireshark俘獲的ARP分組

四、實驗報告
根據實驗，回答下面問題：
1.包含ARP 請求消息的以太幀的十六進制目的地和源地址是什麼？

目的地址:ff:ff:ff:ff:ff:ff
源地址:60:0b:03:e5🇩🇪01
2.給出兩字節的幀類型域的十六進制值？

0x0800
3.ARP 操作碼出現在以太幀從最前端開始的第幾字節？

第21字節.
4.當一個ARP 響應被給出時這個以太幀ARP 載荷部分的操作碼字段的值是多少？

0x0002
5.和早先請求的IP 地址相應的以太網地址在ARP 響應中位於何處？

23~28字節.
6.包含ARP 響應消息的以太幀的十六進制目的地和源地址是什麼？

目的地址:88:b1:11:df:f9:ee
源地址:60:0b:e5🇩🇪01
7.如果有計算機在網絡上發出ARP 請求，爲什麼不一定有ARP 回覆？
有可能該IP對應的網絡設備沒有開啓或者不存在.