電子科大tcpip試驗(yàn)報(bào)告二排錯(cuò)工具ping和trace

1、教育資料電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào):年月日指導(dǎo)教師: 日期:實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：報(bào)告評(píng)分： 教師簽字：、實(shí)驗(yàn)原理PING'這個(gè)名字源于聲納定位操作。PINGS序的目的是測(cè)試另一臺(tái)主機(jī)是否 可達(dá)，它發(fā)送ICMF回送請(qǐng)求報(bào)文給被測(cè)主機(jī)，并等待返回的ICMF回送應(yīng)答或差錯(cuò) 報(bào)告報(bào)文。ICMP協(xié)議（RFC 792是IP協(xié)議的輔助協(xié)議，提供差錯(cuò)報(bào)告和查詢機(jī) 制。一臺(tái)主機(jī)的可達(dá)性不僅取決于IP層是否可達(dá)，還取決于使用的高層協(xié)議及端 口號(hào)。僅當(dāng)被測(cè)主機(jī)可達(dá)時(shí)，pings序才能收到返回的ICMF回送應(yīng)答報(bào)文，并能 測(cè)出到該主機(jī)的往返時(shí)間。如果被測(cè)主機(jī)不可達(dá)，PING?序會(huì)收到一些ICMPi錯(cuò) 報(bào)告

2、報(bào)文，甚至收不到任何返回信息。根據(jù)ICMPi錯(cuò)報(bào)告報(bào)文的類型可粗略判定 主機(jī)不可達(dá)的原因。不同的物理網(wǎng)絡(luò)具有不同的最大傳送單元（MTU值，因此可能需要對(duì)IP分 組進(jìn)行分片操作使其能夠通過(guò)這些物理網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)IP分組被分片時(shí)，需要修改分組 頭中的標(biāo)志、分片偏移和總長(zhǎng)度值，其余各字段將被復(fù)制到所有分片中。 已經(jīng)分 片的IP分組在遇到具有更小MT的網(wǎng)絡(luò)時(shí)還會(huì)被再次分片。TTL字段是由發(fā)送端初始設(shè)置在IP分組首部中的一個(gè)8 bit字段，不同操作系 統(tǒng)上的不同應(yīng)用程序指定的TTL初始值不同。路由器在轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)IP分組時(shí)需要將 該分組的TTL值減1或減去該分組在路由器中停留的秒數(shù)。由于大多數(shù)路由器轉(zhuǎn)發(fā) IP分組

3、的時(shí)延都小于1秒鐘，因此TTL最終成為一個(gè)跳站計(jì)數(shù)器，即分組每經(jīng)過(guò)一 臺(tái)路由器其TTL值被減1。TTL字段的目的是為了防止分組在選路時(shí)被無(wú)休止的轉(zhuǎn) 發(fā)。當(dāng)路由器收到一份需轉(zhuǎn)發(fā)的IP分組時(shí)，如果該分組的TTLfi為1,路由器則丟 棄該分組，并向分組源發(fā)送一份ICMP勺TTL超時(shí)報(bào)文。TRAC程序使用IP分組首部的TTL字段（生存時(shí)間）和ICMP報(bào)文，讓使用者可 以看到IP分組從一臺(tái)主機(jī)傳到另一臺(tái)主機(jī)所經(jīng)過(guò)的路由。TRAC程序首先發(fā)送一份TTLfi為1的IP分組給目的主機(jī)，處理該IP分組的第1個(gè)路由器即會(huì)返回一份以 自己的IP地址為源的攜帶有ICMPg時(shí)報(bào)文的IP分組，這樣TRAC程序就得到了該

4、路徑中第1個(gè)路由器的IP地址。然后，TRAC程序發(fā)送一份TTLfi為2的IP分組，同 樣又可獲得該路徑中第2個(gè)路由器的IP地址。TRAC程序不斷增加所發(fā)送IP分組的 TTLfi直至IP分組到達(dá)目的主機(jī)，即可獲得到目的主機(jī)所經(jīng)過(guò)的每一個(gè)路由器地 址。但是，IP分組的目的主機(jī)不處理該分組的TTLfi,即使收到TTLfi為1的IP分 組也不會(huì)丟棄該分組并產(chǎn)生一份ICMFg時(shí)報(bào)文。因此，TRAC程序必須判斷IP分 組是否已到達(dá)目的主機(jī)，不同操作系統(tǒng)上的 TRAC程序的判斷方法不同。目前通 常有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一種是利用 端口不可達(dá)”的ICMF差錯(cuò)報(bào)文，另一種則是使用 ICMP回送請(qǐng)求和回送應(yīng)答報(bào)文。在前

5、一種方法中，TRAC程序發(fā)給目的主機(jī)的IP分組中攜帶的是一份UD數(shù)據(jù) 報(bào)，該UD數(shù)據(jù)報(bào)的目的端口是一個(gè)目的主機(jī)上任一應(yīng)用程序都不可能使用的UDP端口（通常大于30000）。當(dāng)該IP分組到達(dá)目的主機(jī)時(shí)，目的主機(jī)的UD模塊會(huì)產(chǎn) 生一份 端口不可達(dá)”的ICMP差錯(cuò)報(bào)文返回給TRAC程序。這樣，TRAC程序即可根 據(jù)收到的ICMP報(bào)文是超時(shí)還是端口不可達(dá)來(lái)判斷何時(shí)結(jié)束。在后一種方法中，TRAC程序發(fā)給目的主機(jī)的IP分組中攜帶的是ICMP回送請(qǐng) 求報(bào)文。當(dāng)該IP分組到達(dá)目的主機(jī)時(shí)，目的主機(jī)即會(huì)返回一份ICMP回送應(yīng)答報(bào)文 給TRAC程序。這樣，TRAC程序即可根據(jù)收到的ICMP報(bào)文是超時(shí)還是回送應(yīng)答來(lái)

6、判斷何時(shí)結(jié)束。、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解網(wǎng)絡(luò)連通性測(cè)試的方法和工作原理2、了解網(wǎng)絡(luò)路徑跟蹤的方法和工作原理3、掌握MT的概念和IP分片操作4、掌握IP分組生存時(shí)間（TTL）的含義和作用5、掌握路由表的作用和路由查找算法三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容氏 hernetl:（VMnetl JJ MTU=1500 PC2子網(wǎng)AR3BW=64KBW=100MEthernet2S1/S1/1FO/F0/0FO/1BW=2MTU=150MTU=80BW=100MR4PC3PC4MTU=1500 '子網(wǎng) BIt:R1 :R2 FO/O = 54/24PC3 = /24R1R4間4

7、個(gè)IP子網(wǎng)掩碼均為/30PC4 = /24 （未開機(jī)）R1 FO/O = 54/24PC2 = /24實(shí)驗(yàn)拓?fù)渲蠽Mwar虛擬機(jī)PC2 PC卸PC4（未開機(jī)）分別位于由提供集線器 功能的虛擬網(wǎng)卡 VMnet1和VMnet2模擬實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)以太網(wǎng)Ethernet1和Ethernet2 中，這兩個(gè)以太網(wǎng)對(duì)應(yīng)的IP子網(wǎng)A和子網(wǎng)B分別連在Dynamips軟件模擬實(shí)現(xiàn)的路由 器R1和R2的F0/0接口上。R1和R2經(jīng)由Dynamips軟件模擬實(shí)現(xiàn)的路由器R3和R4互 聯(lián)，R1、R2 R3和R4之間運(yùn)行OSP路由協(xié)議，沒(méi)有缺省路由。實(shí)驗(yàn)

8、者在PC2h使用通信測(cè)試命令（ping ）和路徑跟蹤命令（tracert ），結(jié) 合Dynamips軟件的分組捕獲功能以及 Wireshark軟件的捕獲分組查看功能，測(cè)試 子網(wǎng)A、B之間的連通性和通信路徑，考察IP地址和分組長(zhǎng)度對(duì)網(wǎng)絡(luò)間通信的影響 以及IP分組生存時(shí)間（TTL）對(duì)網(wǎng)絡(luò)間IP分組交付的影響，體會(huì)ICMP協(xié)議的差錯(cuò) 報(bào)告機(jī)制，理解并掌握PING和TRAC的工作原理和操作命令。四、實(shí)驗(yàn)器材（設(shè)備、兀器件）PC計(jì)算機(jī)一臺(tái)。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、依次啟動(dòng) VMware Workstation中TCPIP組內(nèi)的虛擬機(jī) PC2和PC3 （注不開啟PC42、啟動(dòng)Dynamips Server，然后運(yùn)

9、行，在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次輸入以下命令啟動(dòng)路由器R1、R2、R3和R4:=> start R1=> start R2=> start R3=> start R43、在PC2上使用“ route print ”命令查看并記錄該主機(jī)的路由表。4、在PC2的cmd窗口鍵入“ ping ”命令，查看并記錄選項(xiàng)-n、-I、-f的含 義和功能。然后在PC2上 ping PC3的IP地址確保整個(gè)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正 常。5、 在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次輸入以下命令捕獲子網(wǎng) A和子網(wǎng)B 中的分組：=> capture R1 f0/0 ap

10、in g.cap=> capture R2 f0/0 bpin g.cap6、在PC2上使用-n選項(xiàng)ping PC3的IP地址，記錄pi ng回應(yīng)信息。pi ng -n 1 <PC3 的 IP 地址 >7、在PC2上使用-n和-l選項(xiàng)ping PC3的IP地址，記錄ping回應(yīng)信息。pi ng -n 1 -l 1500 <PC3的 IP 地址 >8在PC2上使用-n、-1和-f選項(xiàng)ping PC3的IP地址，記錄ping回應(yīng)信 息。pi ng -n 1 -l 1500 -f <PC3的 IP 地址 >9、在PC2上 ping未開機(jī)的PC4記錄ping回

11、應(yīng)信息。pi ng -n 1 10、在 PC2上 ping ，記錄 ping 回應(yīng)信息。pi ng -n 1 11、 在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次輸入以下命令重新捕獲子網(wǎng) A和 子網(wǎng)B的分組：=>、=> no capture R2 f0/0=> capture R1 f0/0 atrace.cap=> capture R2 f0/0 btrace.cap12、 在PC2上 trace PC3的IP地址，記錄trace回應(yīng)信息。tracert <PC3 的 IP 地址>13、 在Dy

12、nagen窗口中提示符“=>”后依次輸入以下命令停止捕獲子網(wǎng) A和 子網(wǎng)B中的分組：=> no capture R1 f0/0=> no capture R2 f0/014、 用 Wireshark軟件查看并分析捕獲的分組文件（即ing.cap、bping.cap、 atrace.cap、btrace.cap ） 中的 pi ng 和trace 通信分組，查看過(guò)濾條件 為“to = T (在Wireshark主窗口界面“過(guò)濾工具欄”的“Filter : 域中輸入)15、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按照以下步驟關(guān)閉實(shí)驗(yàn)軟件、上傳實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、還原實(shí)驗(yàn)環(huán) 境：(1)在Dynagen窗口中

13、提示符“=>”后依次輸入以下命令關(guān)閉Dynagen窗口，然后再關(guān)閉Dynamips Server窗口：=> stop /all=> exit(2)依次關(guān)閉PC2和PC3再關(guān)閉VMware窗口;(3)運(yùn)行所在目錄下的“reset.bat ”文件六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析1、按照顯示順序記錄步驟3中PC2的路由表信息:No.Network Dest in atio nNetmaskGateway54234

14、5555555675555Default Gateway:54【分析】1) 請(qǐng)按照網(wǎng)關(guān)(gateway)地址分類分析主機(jī)路由表中每條路由表項(xiàng)的網(wǎng)關(guān)地 址的特征，路由的目的地，以及所采取的分組交付方式。No.1 :缺省路由。當(dāng)系統(tǒng)收到一個(gè)目的地址不在路由表中的數(shù)據(jù)包時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將該數(shù)據(jù)包發(fā)送到缺省網(wǎng)關(guān)

15、54 ;采取間接交付。No.2 :本地環(huán)路。當(dāng)系統(tǒng)接收到一個(gè)發(fā)往目標(biāo)網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包時(shí)，系統(tǒng)將接收發(fā)往該網(wǎng)段的所有數(shù)據(jù)包。采取直接交付。No.3 :直連網(wǎng)段。當(dāng)系統(tǒng)接收到一個(gè)發(fā)往目的網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將該數(shù)據(jù) 包通過(guò)這個(gè)接口發(fā)送出去（表中沒(méi)給出in terface 的相應(yīng)記錄，對(duì) 于該表項(xiàng)，gateway和in terface是同一個(gè)，因?yàn)榉纸M的目的網(wǎng)段正是路由器所直 連的網(wǎng)段）。采取直接交付。No.4 :本地主機(jī)路由。當(dāng)系接收到一個(gè)目標(biāo)IP地址為本地網(wǎng)卡IP地址的數(shù)據(jù)包時(shí)，系統(tǒng)將接收該數(shù) 據(jù)包。采取直接

16、交付。No.5:本地廣播路由。當(dāng)系統(tǒng)接收到一個(gè)發(fā)給直連網(wǎng)段的本地廣播數(shù)據(jù)包時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將該數(shù)據(jù)包從 這個(gè)接口以廣播的形式發(fā)送出去（對(duì)于該表項(xiàng)，gateway和in terface 相同）。No.6 :組播路由。當(dāng)系統(tǒng)接收到一個(gè)組播數(shù)據(jù)包時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將該數(shù)據(jù)包從這個(gè)接 口以組播的形式發(fā)送出去（對(duì)于該表項(xiàng)，gateway和in terface相同）。No.7 :廣播路由當(dāng)系統(tǒng)接收到一個(gè)廣播數(shù)據(jù)包時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將該數(shù)據(jù)包從這個(gè)接 口直接發(fā)送出去。2）本實(shí)驗(yàn)中PC2將使用哪條路由發(fā)送對(duì)目的主機(jī)的ping報(bào)文?答：使用第一條，即缺省路由2、

17、記錄步驟4中PC2上顯示的PING命令選項(xiàng)-n、-I、-f的含義-n count Number of echo requests to send.-l size Send buffer size.-fSet Don't Fragme nt flag in packet.3、記錄步驟6中PC2上的ping命令回應(yīng)信息，并按分組的捕獲順序記錄該步驟 在子網(wǎng)A和子網(wǎng)B上捕獲的ICMP報(bào)文信息：Ping命令PING回應(yīng)信息ping -n 1 Reply from : bytes=32time=261ms TTL=124子網(wǎng)IP分組首部ICMP報(bào)文

18、首部TTL源IP地址目的IP地址TypeCode報(bào)文類型A12880Echo request12400Echo replyB12480Echo request12800Echo reply說(shuō)明：IP地址用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，其他值均用十進(jìn)制表示?！痉治觥拷忉孭ING命令回應(yīng)信息中的bytes、time和TTL參數(shù)的含義 bytes :發(fā)送字節(jié)數(shù)time :往返時(shí)間TTL：生存時(shí)間4、記錄步驟7中PC2上的pi

19、ng命令回應(yīng)信息，并按分組的捕獲順序記錄該步驟 在子網(wǎng)A和子網(wǎng)B上捕獲的ICMP報(bào)文的IP分組頭信息：Ping命令PING回應(yīng)信息ping -n 1-1 1500Reply from : bytes=1500 time=252msTTL=124子網(wǎng)IP分組首部總長(zhǎng) 度標(biāo)識(shí)不分 片還有分 片分片偏移源IP地址目的IP地址A15007601048760018548750018579675010192.168.

20、22.3724750197B79676010724760197487600185150075010487500185說(shuō)明：IP地址用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，其他值均用十進(jìn)制表示。注意：分片偏移”填寫的是分組首部中以8字節(jié)為單位的片偏移值?！痉治觥浚?）PC2發(fā)出的IP分組（源IP地址PC2目的I

21、P地址PC3在子網(wǎng)A和子網(wǎng)B 上分別有幾個(gè)分片？這些分片分別是由實(shí)驗(yàn)拓?fù)渲械哪男┰O(shè)備劃分的？為什么要?jiǎng)澐诌@些分片？這些分片的重組操作將由實(shí)驗(yàn)拓?fù)渲械哪呐_(tái)設(shè)備進(jìn)行？答：子網(wǎng)A： 2個(gè)分片，子網(wǎng)B： 3個(gè)分片；子網(wǎng)A的分片由PC2劃分，子網(wǎng)B 的分片由路由器R3劃分；從實(shí)驗(yàn)記錄可知PC2發(fā)送的分組總長(zhǎng)度為1500字節(jié)， 在Ethernet 1中，當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)被封裝成幀時(shí)，幀的長(zhǎng)度大于了它的MTU（ 1500），因此PC2要將數(shù)據(jù)報(bào)分片；當(dāng)分組到達(dá)路由器 R3時(shí)，從實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D可以看出， R3-R4之間的鏈路帶寬比較大，分組將選擇該路徑，而鏈路的MTU是800，因此對(duì)總長(zhǎng)度為1500的那個(gè)分組還要繼續(xù)分片

22、，而總長(zhǎng)度為48的分組則不需要，分 片的過(guò)程由R3完成；分片的重組操作將由目的主機(jī) PC3進(jìn)行。（2）PC3發(fā)出的IP分組（源IP地址PC3目的IP地址PC2在子網(wǎng)A和子網(wǎng)B 上分別有幾個(gè)分片？這些分片分別是由實(shí)驗(yàn)拓?fù)渲械哪男┰O(shè)備劃分的？為什么要?jiǎng)澐诌@些分片？這些分片的重組操作將由實(shí)驗(yàn)拓?fù)渲械哪呐_(tái)設(shè)備進(jìn)行？答：子網(wǎng)A： 3個(gè)分片，子網(wǎng)B： 2個(gè)分片；子網(wǎng)B的分片由PC3劃分，子網(wǎng)A 的分片由路由器R4劃分；PC3發(fā)送的分組總長(zhǎng)度為1500字節(jié)，在Ethernet 2 中，當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)被封裝成幀時(shí)，幀的長(zhǎng)度大于了它的MTU（ 1500）,因此PC3要將數(shù)據(jù)報(bào)分片；當(dāng)分組到達(dá)路由器 R2時(shí)，從實(shí)驗(yàn)拓?fù)?/p>

23、圖可以看出，R2-R4之間的 鏈路帶寬比較大，分組將選擇該路徑，它的MTU是1500,被分片的2個(gè)分組都可正常通過(guò)，當(dāng)分組到達(dá)路由器 R4時(shí)，R4-R3是下一跳必須要經(jīng)過(guò)的路徑，而 它的MTU只有800，因此對(duì)總長(zhǎng)度為1500的分組還要繼續(xù)分片，而總長(zhǎng)度為 48 的分組則不需要，分片的過(guò)程由 R4完成；分片的重組操作將由目的主機(jī) PC2進(jìn) 行。（3）在分片重組操作中，應(yīng)根據(jù)分片首部中的什么信息判斷收到的分片屬于哪 個(gè)IP分組？屬于同一 IP分組的分片需按照分片首部中的什么信息進(jìn)行重組？答：應(yīng)根據(jù)分片首部中的“標(biāo)識(shí)”字段判斷收到的分片所屬的 IP分組；屬于同 一 IP分組的分片需按照分片首部中“

24、標(biāo)志”字段中的第三位（M即“還有分片” 位）和“分片偏移”字段進(jìn)行重組。5、記錄步驟8中PC2上的ping命令回應(yīng)信息步 驟Pi ng命令PING回應(yīng)信息8ping -n 1 -l 1500 -fPacket n eeds to be fragme ntedbut DF set.【分析】本步驟中是否捕獲到PC2發(fā)送或接收的報(bào)文？結(jié)合PING回應(yīng)信息解釋其原因。答：沒(méi)有捕獲到。PING回應(yīng)信息意思是分組應(yīng)該被分片才能正常通信。Ping命 令中-f使得分組不分片，導(dǎo)致分組封裝成幀后長(zhǎng)度大于以太鏈路的 MTI而無(wú)法 傳輸。6記錄步驟9中PC2上的ping命令回應(yīng)信息。步 驟P

25、i ng命令PING回應(yīng)信息9ping -n 1 Request timed out.【分析】（1）本步驟中是否捕獲到PC2發(fā)送或接收的報(bào)文？結(jié)合PING回應(yīng)信息解釋其原 因。答：能捕獲到PC2發(fā)送的報(bào)文，但不能捕獲到PC2希望接收的報(bào)文。PING回應(yīng) 信息的意思是請(qǐng)求超時(shí)，因?yàn)?PC4沒(méi)有開機(jī)，所以無(wú)法給予應(yīng)答。（2）在ping時(shí)如果收到Request timed out. ”信息，是否能確定目的主機(jī)一定 未開機(jī)響應(yīng)或一定沒(méi)有可達(dá)的路由？為什么？答：不一定。有可能是因?yàn)檎?qǐng)求分組丟失或網(wǎng)絡(luò)擁塞等原因。7、記錄步驟10中PC2上的ping命令回應(yīng)信息，并按分組的捕獲順序記

26、錄該步 驟在子網(wǎng)A上捕獲的ICMP報(bào)文信息：Ping命令PING回應(yīng)信息pi ng -n 1 Reply from 54: Desti nati on host un reachableIP分組首部ICMP報(bào)文首部ICMP差錯(cuò)報(bào)文的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)源IP地址TypeCode標(biāo)識(shí)源IP地址7980-196543179說(shuō)明：IP地址用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，其他值均用十進(jìn)制表示。【分析】請(qǐng)指出步驟9和步驟10中目的主機(jī)可達(dá)性的差異之處，并解釋其差異 產(chǎn)生的原因。答:差異在于PING回應(yīng)信息內(nèi)容不同。步驟

27、9中主機(jī)不可達(dá)，但主機(jī)所在的子 網(wǎng)是可達(dá)的，而步驟10中主機(jī)和主機(jī)所在的子網(wǎng)均不可達(dá)。8、記錄步驟12中主機(jī)上輸入的TRACE命令及其回應(yīng)信息，并按分組的捕獲順序 記錄該步驟在子網(wǎng)A和子網(wǎng)B上捕獲的如下報(bào)文信息：子網(wǎng)IP分組首部ICMP報(bào)文首部TTL源IP地址目的IP地址TypeCode報(bào)文類型A180Echo Request25554110TTL Exceeded280Echo Request25411

28、0TTL Exceeded380Echo Request253110TTL Exceeded480Echo Request252110TTL Exceeded580Echo Request12400Echo ReplyB180Echo Request12800Echo Reply說(shuō)明：TTL、源IP地址和目的IP地址都相同的分組只記錄1次；【分析】1