計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗報告IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)（英）文檔下載

通信與信息工程學(xué)院 2011 / 2012 學(xué)年第 一 學(xué) 期 實 驗 報 告 課程名稱： IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 基礎(chǔ)（英） 實驗名稱： 實驗一：實驗工具軟件介紹 實驗二：以太網(wǎng)實驗 實驗三： TCP/IP協(xié)議分析實驗 實驗一：實驗工具軟件介紹 一 實驗?zāi)康暮鸵螅?1.通過該實驗?zāi)苷莆粘Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)工具的使用，為后面的實驗做準(zhǔn)備。 2.能夠利用這些工具了解網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)。 二 實驗環(huán) 境： 1.采用方案一進(jìn)行實驗，學(xué)生每人微機(jī)一臺和一個虛擬機(jī)編號，安裝光盤中的 /book/tools 目錄下的虛擬機(jī)和軟件工具，再次利用 VMware 運行光盤系統(tǒng)并按照虛擬機(jī)編號選擇 IP 地址，另外教師可利用隨書光盤系統(tǒng)架設(shè)被觀測網(wǎng)絡(luò)（三物理機(jī)或三虛擬機(jī)，使用備用地址）。 2.實驗涉及軟件的列表如下： 被動式工具： NetXray, Netmonitor, WinPcap/Ethereal, tcpdump 主動式工具： ping， route, traceroute， nslookup,iperf， SNMP_utils， trapwatcher。 綜合工具： solarwinds,IPSwitch。 其中 tcpdump、 ping、 route、 traceroute、 nslookup、 SNMP_utils 幾個軟件在隨書光盤系統(tǒng)中已經(jīng)安裝好了，無需額外安裝。請注意 NetXray、 Netmonitor、 solarwinds 和 IPSwitch 有版權(quán)問題。 三 實驗原理： 通過被動工具，獲得并分析數(shù)據(jù)包；通過主動工具發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題 (可以手工制造 )；通過強(qiáng)大的綜合工具對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析。 四 實驗步驟： (包含結(jié)果分析 ) 軟件安裝 ： 1.安裝各種工 具軟件。 2.安裝各種供測試的應(yīng)用軟件。 實驗環(huán)節(jié) ： 1.被動工具 ： windows： Ethereal； 2.主動工具 ： 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 實驗心得 : ping 命令是我們平時使用比較多的用于測試網(wǎng)絡(luò)連通性的程序， ping 程序基于 ICMP，使用 ICMP 的回送請求和會送應(yīng)答來工 作。 ICMP 是基于網(wǎng)絡(luò)層的一個協(xié)議， ICMP 包通過IP 封裝之后傳遞。運用 ping 命令，可測試本機(jī)與本機(jī)，同網(wǎng)絡(luò)鄰居，外網(wǎng)之間的連通性 .通過 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。 實驗二：以太網(wǎng)實驗 一 實驗?zāi)康暮鸵?求 1. 通過該實驗?zāi)芗由顚σ蕴W(wǎng)的認(rèn)識，特別是其封裝格式。 2 .通過該實驗?zāi)芗由顚?ARP 協(xié)議的認(rèn)識。 二 實驗環(huán)境： 1.準(zhǔn)備用作服務(wù)器的微機(jī)一臺（使用隨書光盤系統(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，在 windows 環(huán)境下即可完成本實驗，無需使用 VMware。 2.軟件： WinPcap， Ethereal。 三 實驗原理： 通 過抓包軟件 ethereal 獲得一些以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，并對其進(jìn)行分析，從包的格式來認(rèn)識以太網(wǎng)協(xié)議。 四 實驗步驟： (包含結(jié)果分析 ) 軟件安裝 安裝 WinPcap 軟件。 安裝 Ethereal 軟件。 在隨書光盤系統(tǒng)構(gòu)建的服務(wù)器上打開服務(wù)（由老師完成）。 實驗環(huán)節(jié) 2.1 抓 MAC 包 2.1.1 啟動 Ethereal 軟件。 2.1.2 點擊 Capture 菜單。 2.1.3 選 Start 菜單。（注：本彈出窗口里有 Filter 即過濾器輸入框，在后面的試驗里需要填寫過濾器。） 2.1.3 在彈出窗口里點擊 OK 開始抓包（后面將 2.1.1 至 2.1.4 合稱為開始抓包）。 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 .在第三個窗口可以看到對應(yīng)字段的 16 進(jìn)制數(shù)字以及在整個包中的位置。 鏈路層 ： 以太網(wǎng)的鏈路層由 14 個字節(jié)的內(nèi)容組成 前 6 個字節(jié)的內(nèi)容表示報文的目標(biāo)地址 Destination 接下來的 6 個字節(jié)的內(nèi)容表示報文的源硬件地址 Source 最后兩個字節(jié)的內(nèi)容表示網(wǎng)絡(luò)層所使用協(xié)議的類型 2.2 抓 ARP 包 2.2.1 點擊開始菜單里的運行。 2.2.2 輸入 cmd 命令（如果是 windwos98 則輸入 command 命令）并運行。 2.2.3 輸入 arp d *命令并運行。（在后面將 2.2.1 至 2.2.3 合稱為在命令窗運行命令。） 2.2.4 填寫過 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) 開始抓包（本報告中目的 IP 均指服務(wù)器的 IP，由老師給出）。 2.2.5 運行 ping 目的 IP，完成后點擊 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 報文的各個字段內(nèi)容及意義。 圖 11.2 數(shù)據(jù)幀、數(shù)據(jù)報的封裝格式 0 8 16 24 31硬件類型 協(xié)議類型發(fā)送方I P 地址（0 - 1 字節(jié)）發(fā)送方硬件地址（4 - 5 字節(jié)）發(fā)送方硬件地址（0 - 3 字節(jié)）操作協(xié)議長度硬件地址長度發(fā)送方I P 地址（2 - 3 字節(jié)） 目標(biāo)硬件地址（0 - 1 字節(jié)）目標(biāo)硬件地址（2 - 5 字節(jié)）目標(biāo)I P 地址（0 - 3 字節(jié)） 圖 11.3 ARP/RARP 的數(shù)據(jù)封裝 五 .實驗結(jié)果 : 六 實驗心得 : 通過本實驗，體會到了網(wǎng)絡(luò)的層次 物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層幾個部分，也認(rèn)識到了以太網(wǎng)上的數(shù)據(jù)以報文的形式進(jìn)行傳遞，每個報文由數(shù)據(jù)內(nèi)容部分和各個層次的報文頭部組成。 典型的 HTTP 報文由 物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層 五個部分組成。 ARP 協(xié)議是地址解析協(xié)議，通過目標(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。 實驗三： TCP/IP 協(xié)議分析實驗 一 實驗?zāi)康暮鸵螅?1 通過該實驗?zāi)芗由顚?TCP/IP 協(xié)議的認(rèn)識，特別是其封裝格式。 2 通過該實驗?zāi)芗由顚?ICMP 協(xié)議的認(rèn)識。 3 通過該實驗?zāi)芗由顚?TCP 協(xié)議的認(rèn)識。 4.通過該實驗?zāi)芗由顚?UDP 協(xié)議的認(rèn)識。 5 通過該實驗?zāi)芗由顚?yīng)用層協(xié)議 Http、 Ftp、 Telnet 等的認(rèn)識。 二 實驗環(huán)境： 1 用作服務(wù)器的微機(jī)一臺（使用隨書光盤系統(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，在 windows 環(huán)境下即可完成本實驗，無需使用 VMware。 2 軟件： WinPcap， Ethereal， QQ。 通過抓包軟件 ethereal 獲得一些數(shù)據(jù)包，并對其進(jìn)行分析，從包的格式來認(rèn)識 TCP/IP 協(xié)議。本實驗抓取的數(shù)據(jù)包包括對應(yīng)于 Http、 Telnet、 Ftp、 TCP、 UDP、 IP、 ARP 協(xié)議的數(shù)據(jù)包以及 MAC 包。 三 實驗原理： 通過抓包軟件 ethereal 獲得一些數(shù)據(jù)包，并對其進(jìn)行分析，從包的格式來認(rèn)識 TCP/IP協(xié)議。本實驗抓取的數(shù)據(jù)包包括對應(yīng)于 Http、 Telnet、 Ftp、 TCP、 UDP、 IP、 ARP 協(xié)議的數(shù)據(jù)包以及 MAC 包。 四 實驗步驟： (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 在隨書光盤系統(tǒng)構(gòu)建的服務(wù)器上打開 Http、 Telnet、 Ftp 等服務(wù)，安裝并使用 QQ。 2 實驗環(huán)節(jié) 2.1 抓 IP 包 2.1.1 填寫過濾器 IP；開始抓包。 2.1.2 運行 ping 目的 IP 命令，完成后點 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 包中的各個字段。 16 位標(biāo)識用 來標(biāo)識惟一的 IP 包，每發(fā)一個，該值加 1。 當(dāng)把一個 IP 包分片時，就可以用 3 位標(biāo)志和 13 位片偏移重組。各個片的 16 位標(biāo)識是一樣的。 2.2 抓 ICMP 包 2.2.1 填寫過濾器 ICMP and (dst 本機(jī) IP and src 目的 IP) or (src 本機(jī) IP and dst 目的 IP)，開始抓包。 2.2.2 運行 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 報文是封裝在 IP 報文內(nèi)的。 2 第一個抓包能得到 TTL 過期（類型 11）的報文。 3 第二個抓包能得到 ICMP 請求（類型 8）和 ICMP 應(yīng)答（類型 0）的報文。代碼端均為 0。 4 注意以 下 報文的對應(yīng)字段。 圖 11.3 IP 數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)格式 類型（8 比特）不同類型和代碼有不同的結(jié)構(gòu)校驗和（1 6 比特）代碼（8 比特）0 8 16 31 圖 11.4 ICMP 報文的數(shù)據(jù)格式 5 請求和應(yīng)答緊跟的是 16 位標(biāo)識符、 16 位序號、可選數(shù)據(jù)部分。 6 TTL 過期報文的類型是 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 填寫過濾器 tcp and (dst 本機(jī) IP and src 目的 IP) or (src 本機(jī) IP and dst 目的 IP)，開始抓包。 2.3.2 運行 telnet 目的 IP 命令，登陸 telnet 后退出，完成后點 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 報文是封裝在 IP 報文內(nèi)部。 2 TCP 報文的各個字段。 3 TCP 建立一個連接采用 3 次握手機(jī)制，注意這 3 個 TCP 包的發(fā)送序列號和接收序列號字段。 4 TCP 關(guān)閉 一個連接采用 4 次握手機(jī)制，