計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)（英）.doc

通信與信息工程學(xué)院2011 / 2012 學(xué)年第 一 學(xué)期實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱： IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)（英） 實(shí)驗(yàn)名稱： 實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)工具軟件介紹 實(shí)驗(yàn)二：以太網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三：TCP/IP協(xié)議分析實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)工具軟件介紹一實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?.通過(guò)該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷莆粘Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)工具的使用，為后面的實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。2.能夠利用這些工具了解網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)。二實(shí)驗(yàn)環(huán)境：1.采用方案一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生每人微機(jī)一臺(tái)和一個(gè)虛擬機(jī)編號(hào)，安裝光盤(pán)中的/book/tools目錄下的虛擬機(jī)和軟件工具，再次利用VMware運(yùn)行光盤(pán)系統(tǒng)并按照虛擬機(jī)編號(hào)選擇IP地址，另外教師可利用隨書(shū)光盤(pán)系統(tǒng)架設(shè)被觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)（三物理機(jī)或三虛擬機(jī)，使用備用地址）。2.實(shí)驗(yàn)涉及軟件的列表如下：被動(dòng)式工具：NetXray, Netmonitor, WinPcap/Ethereal, tcpdump主動(dòng)式工具：ping，route, traceroute，nslookup,iperf，SNMP_utils，trapwatcher。綜合工具：solarwinds,IPSwitch。其中tcpdump、ping、route、traceroute、nslookup、SNMP_utils幾個(gè)軟件在隨書(shū)光盤(pán)系統(tǒng)中已經(jīng)安裝好了，無(wú)需額外安裝。請(qǐng)注意NetXray、Netmonitor、solarwinds和IPSwitch有版權(quán)問(wèn)題。三實(shí)驗(yàn)原理：通過(guò)被動(dòng)工具，獲得并分析數(shù)據(jù)包；通過(guò)主動(dòng)工具發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題(可以手工制造)；通過(guò)強(qiáng)大的綜合工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析。四實(shí)驗(yàn)步驟：(包含結(jié)果分析)軟件安裝：1.安裝各種工具軟件。2.安裝各種供測(cè)試的應(yīng)用軟件。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：1.被動(dòng)工具：windows：Ethereal；2.主動(dòng)工具：windows：ping，ipconfig, tracert，iperf，trapwatcher.利用ipconfig工具分析本機(jī)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)配置：能夠顯示主機(jī)的IP地址能夠顯示ping主機(jī)的IP地址能夠顯示ping主機(jī)的網(wǎng)上鄰居和外網(wǎng)IP五實(shí)驗(yàn)心得:ping命令是我們平時(shí)使用比較多的用于測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連通性的程序，ping程序基于ICMP，使用ICMP的回送請(qǐng)求和會(huì)送應(yīng)答來(lái)工作。ICMP是基于網(wǎng)絡(luò)層的一個(gè)協(xié)議，ICMP包通過(guò)IP封裝之后傳遞。運(yùn)用ping命令，可測(cè)試本機(jī)與本機(jī)，同網(wǎng)絡(luò)鄰居，外網(wǎng)之間的連通性.通過(guò)ETHEREAL抓包軟件，能夠更好的理解網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)成，理解網(wǎng)卡的功能和數(shù)據(jù)透過(guò)網(wǎng)卡的傳遞方式，深入理解數(shù)據(jù)幀的構(gòu)造，掌握分析數(shù)據(jù)幀的訪法。實(shí)驗(yàn)二：以太網(wǎng)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?. 通過(guò)該實(shí)驗(yàn)?zāi)芗由顚?duì)以太網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，特別是其封裝格式。2 .通過(guò)該實(shí)驗(yàn)?zāi)芗由顚?duì)ARP協(xié)議的認(rèn)識(shí)。二實(shí)驗(yàn)環(huán)境：1.準(zhǔn)備用作服務(wù)器的微機(jī)一臺(tái)（使用隨書(shū)光盤(pán)系統(tǒng)構(gòu)建，手工配置成原網(wǎng)段的IP），學(xué)生每人微機(jī)一臺(tái)，在windows環(huán)境下即可完成本實(shí)驗(yàn)，無(wú)需使用VMware。2.軟件：WinPcap，Ethereal。三實(shí)驗(yàn)原理： 通過(guò)抓包軟件ethereal獲得一些以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，并對(duì)其進(jìn)行分析，從包的格式來(lái)認(rèn)識(shí)以太網(wǎng)協(xié)議。四實(shí)驗(yàn)步驟：(包含結(jié)果分析)軟件安裝安裝WinPcap軟件。安裝Ethereal軟件。在隨書(shū)光盤(pán)系統(tǒng)構(gòu)建的服務(wù)器上打開(kāi)服務(wù)（由老師完成）。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)2.1 抓MAC包2.1.1 啟動(dòng)Ethereal軟件。2.1.2 點(diǎn)擊Capture菜單。2.1.3 選Start菜單。（注：本彈出窗口里有Filter即過(guò)濾器輸入框，在后面的試驗(yàn)里需要填寫(xiě)過(guò)濾器。）2.1.3 在彈出窗口里點(diǎn)擊OK開(kāi)始抓包（后面將2.1.1至2.1.4合稱為開(kāi)始抓包）。2.1.4 在彈出窗口里看到total數(shù)據(jù)發(fā)生變化則點(diǎn)擊Stop，結(jié)束抓包。2.1.6 分析所抓的數(shù)據(jù)包。2.1.7分析內(nèi)容：1.數(shù)據(jù)報(bào)里的Destination，Source等字段。2.不同的MAC包字段不一樣，有Type，Length，Trailer等字段。3 .在第三個(gè)窗口可以看到對(duì)應(yīng)字段的16進(jìn)制數(shù)字以及在整個(gè)包中的位置。鏈路層：以太網(wǎng)的鏈路層由14個(gè)字節(jié)的內(nèi)容組成前6個(gè)字節(jié)的內(nèi)容表示報(bào)文的目標(biāo)地址Destination接下來(lái)的6個(gè)字節(jié)的內(nèi)容表示報(bào)文的源硬件地址Source最后兩個(gè)字節(jié)的內(nèi)容表示網(wǎng)絡(luò)層所使用協(xié)議的類(lèi)型2.2 抓ARP包2.2.1 點(diǎn)擊開(kāi)始菜單里的運(yùn)行。2.2.2 輸入cmd命令（如果是windwos98則輸入command命令）并運(yùn)行。2.2.3 輸入arp d *命令并運(yùn)行。（在后面將2.2.1至2.2.3合稱為在命令窗運(yùn)行命令。）2.2.4 填寫(xiě)過(guò)濾器 arp and （(dst 本機(jī)IP and src 目的IP) or （src 本機(jī)IP and dst 目的IP) 開(kāi)始抓包（本報(bào)告中目的IP均指服務(wù)器的IP，由老師給出）。2.2.5 運(yùn)行ping 目的IP，完成后點(diǎn)擊STOP停止抓包。2.2.6 分析所抓的數(shù)據(jù)包。2.2.7 分析內(nèi)容：1能看到本機(jī)IP發(fā)出的ARP請(qǐng)求和目的IP發(fā)出的ARP應(yīng)答。2 注意幀首部，ARP是直接封裝在MAC包中的。3 注意ARP報(bào)文的各個(gè)字段內(nèi)容及意義。 圖11.2 數(shù)據(jù)幀、數(shù)據(jù)報(bào)的封裝格式圖11.3 ARP/RARP的數(shù)據(jù)封裝五.實(shí)驗(yàn)結(jié)果:六實(shí)驗(yàn)心得:通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，體會(huì)到了網(wǎng)絡(luò)的層次物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層幾個(gè)部分，也認(rèn)識(shí)到了以太網(wǎng)上的數(shù)據(jù)以報(bào)文的形式進(jìn)行傳遞，每個(gè)報(bào)文由數(shù)據(jù)內(nèi)容部分和各個(gè)層次的報(bào)文頭部組成。典型的HTTP報(bào)文由物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層五個(gè)部分組成。ARP協(xié)議是地址解析協(xié)議，通過(guò)目標(biāo)設(shè)備的地址，查詢目標(biāo)設(shè)備的MAC地址，以保證通信的順利進(jìn)行。以太網(wǎng)的常見(jiàn)鏈路層協(xié)議:面向字符的鏈路層協(xié)議；面向比特的鏈路層協(xié)議。實(shí)驗(yàn)三：TCP/IP協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?通過(guò)該實(shí)驗(yàn)?zāi)芗由顚?duì)TCP/IP協(xié)議的認(rèn)識(shí)，特別是其封裝格式。2通過(guò)該實(shí)驗(yàn)?zāi)芗由顚?duì)ICMP協(xié)議的認(rèn)識(shí)。3通過(guò)該實(shí)驗(yàn)?zāi)芗由顚?duì)TCP協(xié)議的認(rèn)識(shí)。4.通過(guò)該實(shí)驗(yàn)?zāi)芗由顚?duì)UDP協(xié)議的認(rèn)識(shí)。5通過(guò)該實(shí)驗(yàn)?zāi)芗由顚?duì)應(yīng)用層協(xié)議Http、Ftp、Telnet等的認(rèn)識(shí)。二實(shí)驗(yàn)環(huán)境：1 用作服務(wù)器的微機(jī)一臺(tái)（使用隨書(shū)光盤(pán)系統(tǒng)構(gòu)建，手工配置成原網(wǎng)絡(luò)的IP），學(xué)生每人微機(jī)一臺(tái)，在windows環(huán)境下即可完成本實(shí)驗(yàn)，無(wú)需使用VMware。2 軟件：WinPcap，Ethereal，QQ。通過(guò)抓包軟件ethereal獲得一些數(shù)據(jù)包，并對(duì)其進(jìn)行分析，從包的格式來(lái)認(rèn)識(shí)TCP/IP協(xié)議。本實(shí)驗(yàn)抓取的數(shù)據(jù)包包括對(duì)應(yīng)于Http、Telnet、Ftp、TCP、UDP、IP、ARP協(xié)議的數(shù)據(jù)包以及MAC包。三實(shí)驗(yàn)原理：通過(guò)抓包軟件ethereal獲得一些數(shù)據(jù)包，并對(duì)其進(jìn)行分析，從包的格式來(lái)認(rèn)識(shí)TCP/IP協(xié)議。本實(shí)驗(yàn)抓取的數(shù)據(jù)包包括對(duì)應(yīng)于Http、Telnet、Ftp、TCP、UDP、IP、ARP協(xié)議的數(shù)據(jù)包以及MAC包。四實(shí)驗(yàn)步驟：(包含結(jié)果分析)1 軟件安裝1.1 安裝WinPcap軟件。1.2 安裝Ethereal軟件。1.3 在隨書(shū)光盤(pán)系統(tǒng)構(gòu)建的服務(wù)器上打開(kāi)Http、Telnet、Ftp等服務(wù)，安裝并使用QQ。2 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)2.1 抓IP包2.1.1 填寫(xiě)過(guò)濾器 IP；開(kāi)始抓包。2.1.2 運(yùn)行ping 目的IP命令，完成后點(diǎn)STOP停止抓包。2.1.3 分析所抓的數(shù)據(jù)包。2.1.4 分析內(nèi)容：IP包中的各個(gè)字段。 16位標(biāo)識(shí)用來(lái)標(biāo)識(shí)惟一的IP包，每發(fā)一個(gè)，該值加1。 當(dāng)把一個(gè)IP包分片時(shí)，就可以用3位標(biāo)志和13位片偏移重組。各個(gè)片的16位標(biāo)識(shí)是一樣的。2.2 抓ICMP包2.2.1 填寫(xiě)過(guò)濾器ICMP and (dst 本機(jī)IP and src 目的IP) or (src 本機(jī)IP and dst 目的IP)，開(kāi)始抓包。2.2.2 運(yùn)行 tracert目的IP2 命令，完成后停止抓包。2.2.3 分析所抓的數(shù)據(jù)包。2.2.4 分析內(nèi)容： 1 ICMP報(bào)文是封裝在IP報(bào)文內(nèi)的。 2 第一個(gè)抓包能得到TTL過(guò)期（類(lèi)型11）的報(bào)文。 3 第二個(gè)抓包能得到ICMP請(qǐng)求（類(lèi)型8）和ICMP應(yīng)答（類(lèi)型0）的報(bào)文。代碼端均為0。 4 注意以下報(bào)文的對(duì)應(yīng)字段。圖11.3 IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)格式圖11.4 ICMP報(bào)文的數(shù)據(jù)格式 5 請(qǐng)求和應(yīng)答緊跟的是16位標(biāo)識(shí)符、16位序號(hào)、可選數(shù)據(jù)部分。 6 TTL過(guò)期報(bào)文的類(lèi)型是11，代碼字段為 0 ，緊跟的是32為全0、IP首部IP數(shù)據(jù)部分。2.3 抓TCP包2.3.1 填寫(xiě)過(guò)濾器 tcp and (dst 本機(jī)IP and src 目的IP) or (src 本機(jī)IP and dst 目的IP)，開(kāi)始抓包。2.3.2 運(yùn)行 telnet 目的IP命令，登陸telnet后退出，完成后點(diǎn)STOP停止抓包。2.3.3 分析所抓的數(shù)據(jù)包。2.3.4 分析內(nèi)容： 1 TCP報(bào)文是封裝在IP報(bào)文內(nèi)部。2 TCP報(bào)文的各個(gè)字段。3 TCP建立一個(gè)連接采用3次握手機(jī)制，注意這3個(gè)TCP包的發(fā)送序列號(hào)和接收序列號(hào)字段。4 TCP關(guān)閉一個(gè)連接采用4次握手機(jī)制，注意這4個(gè)TCP包