計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)3-實(shí)驗(yàn)5

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)0B實(shí)驗(yàn) 3ARP協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌理解 IP 地址與 MAC 地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系；l理解 ARP 協(xié)議報(bào)文格式；l理解 ARP 協(xié)議的工作原理與通信過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容lARP 請(qǐng)求報(bào)文與應(yīng)答報(bào)文格式；l同一子網(wǎng)內(nèi)兩臺(tái)機(jī)器間的 ARP 協(xié)議的工作過(guò)程；l不同子網(wǎng)上的兩臺(tái)機(jī)器間的 ARP 協(xié)議工作過(guò)程。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段（1） ARP 請(qǐng)求報(bào)文與應(yīng)答報(bào)文格式 硬件類型協(xié)議類型硬件地址長(zhǎng)度協(xié)議地址長(zhǎng)度操作發(fā)送者硬件地址(03 字節(jié))發(fā)送者硬件地址(45 字節(jié))發(fā)送者 IP 地址(01 字節(jié))發(fā)送者 IP 地址(23 字節(jié))目的硬件地址(01 字節(jié))目的硬件地址(25

2、字節(jié))目的 IP 地址(03 字節(jié))操作類型：1ARP 請(qǐng)求；2ARP 響應(yīng)；3- RARP 請(qǐng)求；4RARP 響應(yīng)； 四、實(shí)驗(yàn)條件（1）報(bào)文捕獲工具Ethereal、EtherPeek 或 SimpleNPTS 協(xié)議分析軟件；（2）應(yīng)用協(xié)議環(huán)境第 24 頁(yè) 共 10 頁(yè)每個(gè)學(xué)生的 PC 機(jī)（安裝 Windows xp 操作系統(tǒng)）處于同一個(gè) LAN，另外有 一個(gè)服務(wù)器如學(xué)校的 WEB 服務(wù)器處于另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。五、實(shí)驗(yàn)步驟（1）同一子網(wǎng)內(nèi)兩臺(tái)機(jī)器間的 ARP 協(xié)議的工作過(guò)程l主機(jī) A（IP 地址為 A.A.A.A）與主機(jī) B（IP 地址為 B.B.B.B）屬于同一 個(gè)子網(wǎng)；l在主機(jī) A 上的 D

3、OS 命令提示符下運(yùn)行 arp d 命令，清空主機(jī) A 的 ARP高速緩存；l在主機(jī) A 上的 DOS 命令提示符下運(yùn)行 arp a 命令，檢查主機(jī) A 的 ARP高速緩存區(qū)，此時(shí) ARP 緩存區(qū)應(yīng)為空；l在主機(jī) A 上的 DOS 命令提示符下運(yùn)行：PingB.B.B.B ，同時(shí)用抓包工 具捕獲 A 與 B 之間的數(shù)據(jù)通信報(bào)文，并做如下工作：在捕獲的報(bào)文中找出主機(jī) A 和主機(jī) B 之間通訊的 ARP 詢問(wèn)請(qǐng)求報(bào) 文和應(yīng)答報(bào)文；分析 ARP 請(qǐng)求及應(yīng)答報(bào)文的各字段，包括源、目的以太網(wǎng)地址、源、 目的 IP 地址、數(shù)據(jù)報(bào)文類型。 數(shù)據(jù)報(bào)文類型:arp協(xié)議l在主機(jī) A 上的 DOS 命令提示符下運(yùn)行

4、 arpa 命令，檢查 ARP 高速緩存 中的內(nèi)容是否發(fā)生變化，分析原因。答：是發(fā)生變化，在ARP高速緩存中有了目標(biāo)主機(jī)的IP地址。因?yàn)閜ing過(guò)后ARP協(xié)議將IP地址轉(zhuǎn)化為MAC地址存入緩存。（2）不同子網(wǎng)上的兩臺(tái)機(jī)器間的 ARP 協(xié)議工作過(guò)程l主機(jī) A（IP 地址為 A.A.A.A）與主機(jī) C（IP 地址為 C.C.C.C）為不在同 一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)；l在主機(jī) A 上的 DOS 命令提示符下運(yùn)行 arp d 命令，清空主機(jī) A 的 ARP高速緩存；l在主機(jī) A 上的 DOS 命令提示符下運(yùn)行 arp a 命令，檢查主機(jī) A 的 ARP高速緩存區(qū)，此時(shí) ARP 緩存區(qū)應(yīng)為空；l在主機(jī)

5、A 上的 DOS 命令提示符下運(yùn)行：PingC.C.C.C ，同時(shí)用抓包工 具捕獲 A 與 C 之間的數(shù)據(jù)通信報(bào)文，并做如下工作：在捕獲的報(bào)文中找出主機(jī) A 和主機(jī) C 之間通訊的 ARP 詢問(wèn)請(qǐng)求報(bào) 文和應(yīng)答報(bào)文；其中硬件類型是Ethernet(1)；協(xié)議類型是IP（0x0800）；硬件大小是6；協(xié)議長(zhǎng)度是6；請(qǐng)求報(bào)文中的操作碼是：request（1），應(yīng)答報(bào)文中的操作碼是：reply（2）；請(qǐng)求報(bào)文中的MAC目標(biāo)地址是：14:14:4b:6b:28:f1，源地址是：a0:d3:c1:50:5e:58，IP目標(biāo)地址是：54，源地址是：3，應(yīng)答報(bào)文中

6、的MAC目標(biāo)地址是：a0:d3:c1:50:5e:58，源地址是：14:14:4b:6b:28:f1，IP目標(biāo)地址是：3，源地址是：54。 l 在主機(jī) A 上的 DOS 命令提示符下運(yùn)行 arpa 命令，檢查 ARP 高速緩存 中的內(nèi)容是否發(fā)生變化，分析原因。分析：會(huì)發(fā)生變化，變化的原因是ARP會(huì)在這個(gè)過(guò)程中進(jìn)行更新l 比較（1）和（2）兩實(shí)驗(yàn)中得到的 ARP 報(bào)文，有何不同？ 分析產(chǎn)生二 者區(qū)別的原因是什么？l發(fā)生了變化，因?yàn)楸緳C(jī)跟網(wǎng)絡(luò)地址百度進(jìn)行了報(bào)文交互，所以在高速緩存中會(huì)出現(xiàn)百度的IP地址。即ping過(guò)后ARP協(xié)議將IP地址轉(zhuǎn)化為MAC地址存

7、入緩存。六、思考題結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答下列問(wèn)題：（1） 觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中捕獲網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè) ARP 請(qǐng)求幀，觀察這些幀的以太網(wǎng)目 的地址是否相同，分析其原因。基本相同，因?yàn)锳RP請(qǐng)求幀大都是以廣播的形式發(fā)送的，以太網(wǎng)地址為全1 。 9、觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中捕獲網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè) ARP 應(yīng)答幀，觀察這些幀的以太網(wǎng)目的地址（2） 觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中捕獲網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè) ARP 應(yīng)答幀，觀察這些幀的以太網(wǎng)目 的地址是否相同，分析其原因。不同，因?yàn)槭遣煌闹鳈C(jī)對(duì)請(qǐng)求的應(yīng)答，所以這些幀的以太網(wǎng)目的地址不同。 即ARP應(yīng)答幀基本都是回復(fù)給發(fā)送請(qǐng)求的幀各臺(tái)機(jī)器，各機(jī)的以太網(wǎng)地址不同，因此ARP應(yīng)答幀的以太網(wǎng)目的地址都不

8、同。1B實(shí)驗(yàn) 4IP/ICMP協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌理解 IP 協(xié)議包格式；l理解 ICMP 協(xié)議包格式。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容lPING 應(yīng)用系統(tǒng)通信過(guò)程中 ICMP 協(xié)議、IP 協(xié)議分析。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段（1）ICMP 報(bào)文格式8 bits8bits16bits16bits16bits32bits報(bào)文類型報(bào)文編碼校驗(yàn)和field1field2field3（2）IP 報(bào)文格式四、實(shí)驗(yàn)條件（1）報(bào)文捕獲工具Ethereal、EtherPeek 或 SimpleNPTS 協(xié)議分析軟件;（2）應(yīng)用協(xié)議環(huán)境每個(gè)學(xué)生機(jī)的 PC 機(jī)（安裝 Windows xp 操作系統(tǒng)）處于同一個(gè) LAN。五、實(shí)驗(yàn)步

9、驟（1）ICMP 協(xié)議分析l主機(jī) A（IP 地址為 A.A.A.A）與主機(jī) B（IP 地址為 B.B.B.B）屬于同一 個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)；l在主機(jī) A 上啟動(dòng)報(bào)文捕獲工具，指定源 IP 地址為主機(jī) A 的地址，目的IP 地址為主機(jī) B 的地址，分析開(kāi)關(guān)為 ICMP 協(xié)議；l在主機(jī) A 的 DOS 仿真環(huán)境下，運(yùn)行 ping B.B.B.B 命令向主機(jī) B 發(fā)送 echo 請(qǐng)求報(bào)文，在主機(jī) B 聯(lián)網(wǎng)和未聯(lián)網(wǎng)兩種情況下，捕獲 ICMP 請(qǐng)求數(shù)據(jù)包 與應(yīng)答數(shù)據(jù)包（如有），記錄并分析各字段的含義，并與 ICMP 數(shù)據(jù)包格 式進(jìn)行比較；表 1：ICMP 報(bào)文格式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)ICMP包字段名稱值含義1Typ

10、e0（echo（ping）reply）報(bào)文類型，應(yīng)答報(bào)文2Code0（）報(bào)文編碼3Checksum0x405fcorrect校驗(yàn)和4Identifier0x0200標(biāo)識(shí)符5Sequence number4864（0x1300）序列號(hào)（2）IP 協(xié)議分析l主機(jī) A（IP 地址為 A.A.A.A）與主機(jī) B（IP 地址為 B.B.B.B）屬于同一 個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)；l在主機(jī) A 上啟動(dòng)報(bào)文捕獲工具，指定源 IP 地址為主機(jī) A 的地址，目的IP 地址為主機(jī) B 的地址，分析開(kāi)關(guān)為 IP 協(xié)議；l 在主機(jī) A 的 DOS 仿真環(huán)境下，運(yùn)行 ping B.B.B.B 命令向主機(jī) B 發(fā)送 echo

11、 請(qǐng)求報(bào)文，在主機(jī) B 聯(lián)網(wǎng)和未聯(lián)網(wǎng)兩種情況下，捕獲 IP 數(shù)據(jù)包，記錄并 分析各字段的含義，并與 IP 數(shù)據(jù)包格式進(jìn)行比較；表 2：IP 報(bào)文格式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)Ip包字段名稱值含義1Version4表示ip版本為4即為ipv42Differentiated services field0x00（DSCP 0x00：default；ECN：0x00區(qū)分服務(wù)領(lǐng)域3header length20頭部長(zhǎng)度，他指向數(shù)據(jù)的開(kāi)始位置，這個(gè)域的最小合法值為54Total length60總長(zhǎng)5Identification0x5ff6標(biāo)識(shí)符6Flage0x00標(biāo)記字段，第一位不使用，第二位是df為當(dāng)df為為1時(shí)，表示

12、；路由器不允許分段處理為0事表示允許分段，第三位是mf位，當(dāng)mf為1時(shí)。表示不是最后一個(gè)分段的，為0時(shí)表示是最后一個(gè)分段7Fragment offset0分段偏移，表示是手段的便宜，以八個(gè)字節(jié)為偏移單位8Time to live128生存期，說(shuō)明數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)生存的最大時(shí)間9ProtocolIcmp（0x01）協(xié)議，指定了包中數(shù)據(jù)的類型10Header checksum0xc66c【correct】頭部校驗(yàn)和，用于保證數(shù)據(jù)的正確性11Destination3原地址12Source5目標(biāo)地址六、思考題（1）為什么運(yùn)行 ping 時(shí)

13、，不能捕獲到 ICMP 報(bào)文？如果運(yùn)行 ping本 機(jī) IP 地址能收到報(bào)文嗎？因?yàn)楸硎颈緳C(jī)回環(huán)地址，通常利用在本機(jī)上ping此地址來(lái)檢查T(mén)CP/IP協(xié)議是否安裝正確。無(wú)論是ping或本地IP（在Windows和Linux下），都不能抓獲到ping數(shù)據(jù)幀，亦即ping兩者都是不經(jīng)過(guò)網(wǎng)卡的，都是通過(guò)環(huán)路來(lái)處理的。并且ping 和ping本機(jī)的過(guò)程是不一樣的。ip輸出函數(shù)先檢查地址是不是環(huán)回地址：1. 如果是環(huán)回地址，直接交給環(huán)回驅(qū)動(dòng)程序處理，返回ip輸入函數(shù)。2. 如果不是環(huán)回地址，檢查是不是廣播地址或者多播地址。3. 如果不是廣播或者多播地

14、址，才檢查是不是本機(jī)地址，如果是本機(jī)地址，則交給環(huán)回驅(qū)動(dòng)程序處理，環(huán)回驅(qū)動(dòng)程序返回給ip輸入函數(shù)。從上面可以看出 ping 數(shù)據(jù)包是不經(jīng)過(guò)網(wǎng)卡的 ping本機(jī)則是需要經(jīng)過(guò)網(wǎng)卡的。所以運(yùn)行 ping 時(shí)，不能捕獲到 ICMP 報(bào)文；運(yùn)行 ping 本機(jī) IP 地址能收到報(bào)文。（2）能否在 WINDOWS 操作系統(tǒng)下進(jìn)行設(shè)置，使得主機(jī)收到 ICMP 報(bào)文后不響 應(yīng)呢？ICMP是“Internet Control Message Protocol”（Internet控制消息協(xié)議）的縮寫(xiě)。它是TCP/IP協(xié)議族的一個(gè)子協(xié)議，用于在IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息。

15、所以我們可以進(jìn)行相應(yīng)的ICMP設(shè)置，比如在Windows XP中，首先打開(kāi)“網(wǎng)絡(luò)連接”，右鍵單擊啟用Internet連接防火墻的“網(wǎng)絡(luò)連接”，選擇“屬性”打開(kāi)屬性窗口。接著，選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，單擊右下角“設(shè)置”按鈕。然后，在高級(jí)設(shè)置窗口中選擇“ICMP”選項(xiàng)卡，在其中就可以進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，包括允許傳入的回顯請(qǐng)求等。2B實(shí)驗(yàn) 5TCP/UDP協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌理解 TCP 協(xié)議包格式和工作原理，如 TCP 建鏈拆鏈的三次握手機(jī)制和捎帶 應(yīng)答機(jī)制等；l理解 UDP 協(xié)議包格式；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容lftp 應(yīng)用系統(tǒng)通信過(guò)程中 TCP 協(xié)議分析；lnet send 應(yīng)用系統(tǒng)通信過(guò)程中 UDP 協(xié)議

16、分析。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段（1）UDP 報(bào)文格式UDP Source Port (16)UDP Destination Port (16)Message Length (16)UDP Checksum (16)DATA（2）TCP 報(bào)文格式Source Port (16)Destination Port (16)Sequence Number (32)Acknowledgment Number (32)Data Offset(4)Reserved (6)UGRACKPSHRSTSYNFINWindow (16)Checksum (16)Urgent Pointer (16)Options

17、(0 or more 32 bit words + padding)DATA（3）TCP 連接建立三次握手過(guò)程Host AHost BSYN=1, Seq_no = xSYN=1, Seq_no = y, ACK=1, Ack_no = x+1Seq_no = x+1, ACK=1, Ack_no = y+1連接建立三次握手機(jī)制四、實(shí)驗(yàn)條件（1）報(bào)文捕獲工具Ethereal、EtherPeek 或 SimpleNPTS 協(xié)議分析軟件;（2）應(yīng)用協(xié)議環(huán)境每個(gè)學(xué)生機(jī)的PC機(jī)（安裝Windows xp 操作系統(tǒng)）處于同一個(gè)LAN，遠(yuǎn)程登 錄Ftp服務(wù)器（HU 54UH

18、 、用戶名/密碼均為：student ）。（3）學(xué)員分組一人一組。五、實(shí)驗(yàn)步驟（1）TCP 協(xié)議分析l主機(jī) A（IP 地址為 A.A.A.A）與主機(jī) B（IP 地址為 B.B.B.B）屬于同一 個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)；l在主機(jī) A 上啟動(dòng)報(bào)文捕獲工具，指定源 IP 地址為主機(jī) A 的地址，目的IP 地址為主機(jī) B 的地址，分析開(kāi)關(guān)為 TCP 協(xié)議；l從主機(jī) A 上向遠(yuǎn)程 FTP 服務(wù)器發(fā)起 FTP 連接并登錄（建議在命令行狀 態(tài)下鏈接 FTP 服務(wù)器），并將 A 機(jī)的一個(gè)文件傳輸?shù)?FTP 服務(wù)器上，然 后退出 ftp，捕獲通信過(guò)程中的 TCP 數(shù)據(jù)包，記錄并分析各字段的含義， 重點(diǎn)理解 TCP 協(xié)議連接建立與拆除的握手過(guò)程，并與 TCP 數(shù)據(jù)包格式 進(jìn)行比較;表 3：FTP 通信過(guò)程中的 TCP 包格式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)TCP 包字段名稱值含義1Source port50586源端口2Destination port80目的端口3Sequence number697序列號(hào) 4Acknowledgment number47644確認(rèn)號(hào)5Header length20 bytes頭部長(zhǎng)度（2）UDP 協(xié)議分析l主機(jī) A（IP 地址為 A.A.A.A）與主機(jī) B（IP 地址為