计算机网络实验：IP协议解析与路由

"该实验是关于计算机网络中的IP协议解析，旨在让学生掌握IP数据报的结构，IP校验和的计算，子网掩码和路由转发的理解，特殊IP地址的含义，IP分片过程，协议栈对IP协议的处理以及IP路由表的作用和管理。实验通过配置静态路由，编辑并发送IP数据报，使用协议分析器捕获和分析数据报，以观察和理解IP协议在网络中的实际运作。" 实验中涉及的主要知识点包括： 1. **IP数据报格式**：IP数据报由首部和数据两部分组成，包含源IP地址、目的IP地址、协议类型、生存时间(TTL)、校验和等关键字段。 2. **IP校验和计算**：IP校验和用于检测数据报在传输过程中可能发生的错误。计算时包括IP首部的所有16位字，且在计算前先将首部中所有偶数位和奇数位相加。 3. **子网掩码与路由转发**：子网掩码用于确定IP地址的网络部分和主机部分，而路由转发则根据子网掩码和路由表来决定数据报的下一跳地址。 4. **特殊IP地址**：例如回环地址(127.0.0.1)用于设备自身通信，广播地址(如172.16.1.255)用于向网络中所有设备发送数据。 5. **IP分片**：当IP数据报的长度超过网络的最大传输单元(MTU)时，路由器会对其进行分片，每个分片携带原始IP数据报的标识、标志和片段偏移字段。 6. **IP协议处理**：协议栈按照OSI模型或TCP/IP模型，从网络层接收IP数据报，处理后传递给传输层，或者根据目标IP地址转发。 7. **IP路由表**：存储了网络可达性的信息，包括目的网络地址、子网掩码、下一跳地址等，用于决定数据报的转发路径。路由表的管理涉及动态路由协议（如RIP、OSPF）或静态路由配置。 在实验过程中，主机A向主机E发送IP数据报，主机B作为中间节点。实验通过比较发送前后的数据报字段，分析IP协议在网络中的处理，例如生存时间(TTL)的递减，以及数据报是否被修改。通过减少TTL值至1，可以观察到数据报在网络中的转发次数，因为每次经过一个路由器，TTL都会减1，当TTL为0时，数据报会被丢弃，从而理解网络路径和TTL的作用。