计算机网络实验3：ARP响应与缓存处理

"191220169张洋彬_lab_31 - 计算机网络实验3：响应ARP请求与处理缓存ARP表" 本文将深入探讨计算机网络中的ARP（地址解析协议）及其在实际操作中的应用。实验内容主要分为三个部分：准备工作、处理ARP请求和管理ARP缓存表。 1. **准备工作（3.1 Preparation）** 在进行网络通信之前，通常需要对网络环境进行配置，包括设置网络接口、IP地址、子网掩码等。这部分可能涉及到网络拓扑的搭建，如使用Mininet创建虚拟网络环境。实验中可能会使用`start_mininet.py`脚本来启动网络模拟，并通过`xterm`命令打开路由器终端以便进行交互。 2. **处理ARP请求（3.2 Handle ARP Requests）** ARP请求是当主机需要获取与IP地址对应的物理（MAC）地址时发出的。在实验中，程序会捕获并解析接收到的ARP包，通过`packet.get_header(Arp)`获取ARP头信息。如果ARP操作字段值为1，表示这是一个ARP请求。接着，程序会检查请求的目标IP地址是否与本地接口的IP地址匹配。如果匹配，就创建一个ARP回复包，包含发送方的MAC和IP地址，以及目标的MAC和IP地址，然后通过`net.send_packet`发送回复。 3. **处理缓存ARP表（3.3 Cached ARP Table）** 为了提高效率，网络设备通常会缓存最近使用的ARP映射。在收到ARP请求后，设备会先查找ARP缓存表，如果找到对应的条目，就不需要再次广播ARP请求。实验中，可能存在一个机制用于更新或清除ARP缓存表，以确保网络通信的准确性和效率。在处理ARP请求时，如果没有在缓存中找到目标IP对应的MAC地址，就会创建一个新的ARP回复，将新的映射添加到缓存中。 4. **实验步骤** 实验步骤可能包括以下几点： - 使用Python脚本创建和模拟网络环境。 - 配置网络设备的IP地址和接口。 - 监听网络流量，捕获ARP请求。 - 分析和响应ARP请求，构建并发送ARP回复包。 - 更新或维护ARP缓存表。 - 观察和记录实验结果，分析网络通信的行为。 通过这个实验，学生可以理解ARP协议在网络层中的作用，如何处理ARP请求以及缓存管理的重要性。同时，这也是一种实践网络编程和网络模拟技术的好方法。