計算機原理第二次大作業(yè)祖博文

1、本科生實驗報告課程名稱：計算機原理與應用實驗名稱：Wireshark 分析 USB 設備任課教師：實驗教師：實驗日期：2020 年 1 月 16 日實驗地點：實驗類型：R 原 理 驗 證£ 綜 合 設 計創(chuàng) 新學生班級：05961807學號：1120181811學院：信息與電子學院專業(yè)：電子信息工程組號：同組同學：成績：設備一：操作步驟：M220 無線鼠標1、打開 wireshark 軟件并捕獲 usbcap 的數據2、在過濾器中輸入 usb.idProduct，選擇鼠標 usb 的端口，可以看到設備描述符從設備描述符中，可以讀出設備的相關信息blength：表示描述符的長度，固定為

2、 18 字節(jié)；bDescriptorType：描述符的類型，設備描述符取 1bcdUSB：設備使用的 USB 協(xié)議版本。USB2.0 寫成 0×0200。所以該鼠標使用的協(xié)議為 USB2.0。bDeviceClass ： 設備使用的類代碼， 一般為 0 ；當為 0 時。bDeviceSubClass 和bDeviceProtocol 也為 0。bDeviceSubClass：設備使用的子類代碼bDeviceProtocol：設備使用的協(xié)議，為 0 時使用類定義的協(xié)議bMaxPackSize0：端點 0 的最大，取值可以是 8、16、32、64idVender：廠商 ID，由 USB分

3、配，不能隨意使用。測試所用鼠標的品牌為IdProduct：IDbcdDevice：設備版本號iManufactuer：描述廠商的字符串的索引iProduct：描述的字符串的索引iSerialNumber：序列號字符串的索引，為 0 表示沒有bNumConfigurations：可能的配置數；大部分設備只有一個配置，所以該字段的值為 13、在過濾器中輸入 usb.binterval，查看接口描述符、端點描述符和 HID 描述符bLength：描述符長度bDescriptor Type：描述符類型，0x04 表示接口描述符bInterfaceNumber：接口編號，從 0 開始bAlternate

4、Setting：接口備用編號bNumEndpoints：接口所使用的端點數bInterfaceClass：該接口所用的類，HID 是 Human Interface Devices 的縮寫，即人機接口設備，包括鼠標、鍵盤等。bInterfaceSubClass：接口所用的子類bInterfaceProtocol：接口所用協(xié)議，這是測試的設備是鼠標，所以協(xié)議為 mouseiInterface：接口字符串描述符的索引值bLength：描述符長度bDescriptor Type：描述符類型，0x05 表示端點描述符bEndpointAddress：端點地址，最表示傳輸方向，1 為主機輸入，0 為輸出

5、bmAttributes：端點屬性，最低兩位為傳輸類型；00 表示傳輸，01 表示等時傳輸，10表示批量傳輸，11 表示中斷傳輸，圖中為 03，所以為中斷傳輸。wMaxPacketSize：端點支持的最大bInterval：對于中斷端點，表示的幀間隔數bLength：描述符長度bDescriptor Type：描述符類型，0x21 表示 HID 描述符bCountryCode：代碼bNumDescriptors：下級描述符的數量，至少為 1bDescriptorType：下級描述符類型，報告描述符為 0x22，物理描述符為 0x23wDescriptorLength：下級描述符長度4、分析 U

6、SB 數據在未設備時，可以看到主機依次和端口 1.3.0、1.4.0 和 1.5.0 建立連接過程。首先由主機向端口的響應；接著主機向設備獲取設備描述符的請求，之后設備向主機獲取配置描述符的請求，然后設備向主機相對應響應；之后主機向設備設置配置狀態(tài)的請求，設備進行響應。鼠標 USB 后，主機與鼠標端口建立連接過程，產生了一系列的信號傳輸，包括中斷傳輸、bulk 傳輸和傳輸。之后進行鼠標操作，測試鼠標數據含義。URB transfer type 標注了鼠標的傳輸方式為 interrupt，即中斷傳輸。中斷傳輸是一種保證頻率的傳輸。中斷端點在端點描述符中要報告它的查詢間隔，主機會保證在小于這個時間

7、間隔的范圍內安排一次傳輸。一般用于數據量不大，但是對時間要求較嚴格的設備中，比如鼠標、鍵盤等。鼠標消息共有 4 個字節(jié)：第一個字節(jié)描述鼠標按鍵的狀態(tài)；第二個字節(jié)描述鼠標 X 坐標的變化情況；第三個字節(jié)描述鼠標 Y 坐標的變化情況；第四個字節(jié)描述鼠標滾輪的變化情況。測試結果為：第一個字節(jié)的高 5 位是固定的，為 00100，低三位描述按鍵狀態(tài)； 當所有按鍵都未按下時，為 0000；當只按下鼠標左鍵時，為 001；當只按下鼠標右鍵時，為 010；當只按下鼠標中鍵時，為 100；第二個字節(jié)描述 X 方向的坐標變化， 為有符號數，負數表示向左移，正數表示向右移；第三個字節(jié)描述 Y 方向的坐標變化，負數

8、表示向上移，正數表示向下移；第四個字節(jié)描述滾輪的變化，負數表示向后滾動，正數表示向前滾動。因此，上圖中 0201000000000000滾動滾輪。下圖中 020000000000ff00將滾輪向后進行了滾動。表示鼠標左鍵按下，且沒有上下左右移動或表示沒有按鍵按下，也沒有移動鼠標，但是鼠標的狀態(tài)每發(fā)生一次變化，就會向主機主機返回一個不含數據的數據包。一個為 8 字節(jié)的數據包，而拔除鼠標 USB，會進行與時類似的操作信令圖：設備二：惠普 K500 有線鍵盤鍵盤的測試方法與鼠標類似設備描述符：接口描述符：HID 描述符：端點描述符：鍵盤 USB：鍵盤數據含義測試：鍵盤的狀態(tài)每發(fā)生一次變化，就會向主機

9、一個為 8 字節(jié)的數據包，而主機返回一個不含數據的數據包。下圖為按下左 control；按下 K 鍵：同時按下左 control 和 a 鍵經過多次測試，得出結論：鍵盤發(fā)給主機的數據為 8 字節(jié)，第一個字節(jié)描述特的狀態(tài)；第 0 位指示左 control 鍵，第 7 位指示右 control 鍵，第 1 位指示左shift，第 6 位指示右 shift，第三位指示左 Alt，第 5 位指示右 Alt。第三個字節(jié)到第八字節(jié)描述其余普通按鍵，如 a 鍵為 4，大寫鍵為 39。信令圖：設備三：設備描述符：DT10164GU 盤配置描述符：接口描述符：端口描述符：U 盤：把 U 盤中的文件剪切到 C 盤：拔除 U 盤：分析：U 盤與鼠標和鍵盤不同，傳輸方式為 bulk 傳輸。Bulk 傳輸適合需傳輸大量數據的時候?？梢圆东@到 U 盤和主機周期重復進行著 bulk in 和 b