計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

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1、試驗(yàn)一利用wireshark抓包工具抓包一、 實(shí)驗(yàn)名稱使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀 Wireshark二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握安裝和配置網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀Wireshark的方法；2. 熟悉使用Wireshark工具分析網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本方法，加深對協(xié)議格式、協(xié)議層次和協(xié)議交互過程的理解。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求1. 安裝和配置Wireshark的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀，下載地址www.W。2. 使用并熟悉Wireshark分析協(xié)議的部分功能。四、實(shí)驗(yàn)環(huán)境1Windows7 操作系統(tǒng)PC機(jī)器。2.PC機(jī)器具有以太網(wǎng)卡一塊，通過雙絞線與局域網(wǎng)連接。3.Wireshark軟件(Wireshark-win64-2.0.2)。五、操作

2、方法與實(shí)驗(yàn)步驟1：安裝網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀，從官網(wǎng)下載exe軟件雙擊安裝Wireshark-win64-2.0.2。2：啟用Wireshark進(jìn)行試驗(yàn)。 2.1：啟動初始如下顯示： 2.2：分組捕獲數(shù)據(jù)，并將捕獲的數(shù)據(jù)保存為文件抓包實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).pcapng，當(dāng)再次需要捕獲時(shí)，可以打開文件在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)抓包。 2.3：對數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議分析。在上部“俘獲分組的列表”窗口中，有編號(No)、時(shí)間(Time)、源地址(Source)、目的地址(Destination)、協(xié)議(Protocol)、長度(Length)和信息(Info)等列(欄目)，各列下方依次排列著俘獲的分組。中部“所選分組首部的細(xì)節(jié)信息”窗口給出選

3、中幀的首部詳細(xì)內(nèi)容。下部“分組內(nèi)容”窗口中是對應(yīng)所選分組以十六進(jìn)制數(shù)和 ASCII 形式的內(nèi)容。 2.4無線網(wǎng)連接抓包實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖1 2.5本地連接網(wǎng)頁抓包實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖2 圖 1 圖 2六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果分析1：網(wǎng)絡(luò)抓包實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)如下圖3 圖 32：使用過濾器過濾數(shù)據(jù) 比如以下圖4中的Time=4 2.373108作為過濾條件，可以將圖2過濾為圖三，如果你需要符合某些條件的數(shù)據(jù)，這種方案可以分組，減少數(shù)據(jù)量，因此可以提高效率。 圖 43：使用過濾器過濾數(shù)據(jù) 比如以下圖5中的Source=192.168.1.163與Destination=220.168.132.45作為過濾條件，可

4、以將圖4過濾為圖5，如果你需要符合某些條件的數(shù)據(jù)，這種方案可以分組，減少數(shù)據(jù)量，因此可以提高效率。七、實(shí)驗(yàn)體會、質(zhì)疑和建議1：通過使用抓包實(shí)驗(yàn)工具基本上掌握了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的一些協(xié)議，然后接下來的實(shí)驗(yàn)依次對實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對協(xié)議進(jìn)行分析，然后分析網(wǎng)絡(luò)中的五層結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究。2：Wireshark怎么能夠獲取信息？它的工作原理不是很清楚。網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)絡(luò)地址，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與抓包工具的關(guān)系。3：捕獲的列表中編號，時(shí)間反應(yīng)分組的什么信息？4：分組分析器需要理解以太網(wǎng)格式，才能識別以太網(wǎng)的IP數(shù)據(jù)報(bào)，通過IP數(shù)據(jù)包才能提取TCP報(bào)文段，理解TCP段結(jié)構(gòu)，才能從TCP段中提取FTP報(bào)文，最終理解LIST等命令的含

5、義。5：老師應(yīng)當(dāng)稍微指導(dǎo)一下，才能使我們對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有更深層次的理解。 實(shí)驗(yàn)二使用網(wǎng)絡(luò)模擬器PacketTracer二、 實(shí)驗(yàn)名稱使用網(wǎng)絡(luò)模擬器Packet Tracer軟件。三、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：正確安裝和配置網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件 PacketTracer。2：掌握使用 PacketTracer 模擬網(wǎng)絡(luò)場景的基本方法，加深對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議交互過程等方面的理解。3：觀察與 IP 網(wǎng)絡(luò)接口的各種網(wǎng)絡(luò)硬件及其適用場合。四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求1：安裝和配置網(wǎng)絡(luò)模擬器。2：熟悉PacketTracer模擬器。3：觀察與IP網(wǎng)絡(luò)接口的各種網(wǎng)絡(luò)硬件。4：進(jìn)行ping和traceroute實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)

6、驗(yàn)環(huán)境1：運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件的Windows 7 操作系統(tǒng)PC機(jī)。2：去CISCO官網(wǎng)下載PacketTracer模擬器軟件。五、操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟概念第一：網(wǎng)絡(luò)模擬器背景知識介紹。PacketTracer 是著名網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商 CISCO 公司開發(fā)的一種集成模擬、可視化、交互式學(xué)習(xí)和評價(jià)環(huán)境，供網(wǎng)絡(luò)初學(xué)者學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、配置和排除故障之用。注意當(dāng)物理連接時(shí)，只有設(shè)備端口連接的線纜的點(diǎn)變?yōu)榫G色，表示正確連接，否則應(yīng)當(dāng)檢查線類型或者接口卡處于開的狀態(tài)。第二：安裝網(wǎng)絡(luò)模擬器PacketTracer。打開Cisco Packet Tracer 6.2 for Windows Student版本。

7、雙擊PacketTracer安裝圖標(biāo)，進(jìn)入安裝過程。默認(rèn)安裝C盤，我安裝在D盤，安裝過程就不再闡述。第三：使用PacketTracer模擬器1：啟動系統(tǒng)。如下圖1。圖12：有關(guān)工具的介紹在這不詳細(xì)介紹。只介紹一點(diǎn)基礎(chǔ)知識。 2.1如圖1中，菜單欄 操作工具 模式轉(zhuǎn)換按鈕 設(shè)備列表 設(shè)備類型從左到右 從上到下一次。 2.2比較添加簡單的PDU與添加復(fù)雜的PDU異同。 第一：增加簡單的 PDU 和增加復(fù)雜的 PDU 兩個(gè)工具用于構(gòu)造測試網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文時(shí)使用，前者僅能測試鏈路或主機(jī)之間是否路由可達(dá)，后者則具有更多的功能。如圖二： 第二：繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D主要有以下幾個(gè)步驟：增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，增加

8、設(shè)備硬件模塊，連接設(shè)備和配置設(shè)備等。 線 纜 有 控 制 口 (Console) 、 直 連 銅 線 (CopperStraight-Through)、交叉銅線(Copper Cross-Over)和光纖(Fiber)等，你需要選取適當(dāng)?shù)木€纜類型才能保證設(shè)備能夠正確連通。如圖3：我建立了一個(gè)簡單的ping實(shí)驗(yàn)圖3圖4分析圖3得知：我通過拖入一臺交換機(jī)，兩臺PC來確認(rèn)計(jì)算機(jī)能否連接。我配置了pc1計(jì)算機(jī)的信息，如圖4。同理配置pc0計(jì)算機(jī)，然后雙擊pc1，進(jìn)入desktop/command ptompt界面然后進(jìn)行ping包實(shí)驗(yàn)，具體操作詳見實(shí)驗(yàn)資料。Pi ng的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。 第三：觀察

9、與IP網(wǎng)絡(luò)接口的各種硬件接口HWIC-2T:如圖5 圖5第四：ping和traceroute實(shí)驗(yàn)1：啟動系統(tǒng)。如圖6 圖6 2：創(chuàng)建鏈路。在設(shè)備庫中選擇鏈路，選擇自動添加鏈路類型，然后分別點(diǎn)擊需要添加鏈路的設(shè)備。一臺交換機(jī)和兩臺PC機(jī)器。如圖7。 圖73：配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。將PC0的 IP 設(shè)置為 192.168.1.2，子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0，默認(rèn)網(wǎng)關(guān) 192.168.1.1。用同樣的方法設(shè)置 PC1 的 IP 為 192.168.2.2，子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0，默認(rèn)網(wǎng)關(guān) 192.168.2.1。如圖8. 圖8配置路由器端口。設(shè)置 Router0，在路由器配置界面中選

10、擇“config”標(biāo)簽，選擇“FastEthernet0/0” ，將 IP 設(shè) 置 成 192.168.1.1 ，子 網(wǎng) 掩 碼 255.255.255.0 ，同 樣 設(shè) 置“FastEthernet0/1”，將 IP 設(shè)置成 192.168.2.1，子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0，如圖9. 圖9Tracert實(shí)驗(yàn)。它的過程與上面ping類似。只是將ping改為tracert命令。結(jié)果如圖10。圖10六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果分析1：雙擊 PC0 的圖標(biāo)，選擇“Desktop”標(biāo)簽，選擇“Command Prompt”，輸入“ping 192.168.2.2”，如圖11. 圖112：點(diǎn)擊“A

11、uto capture/play”按鈕，運(yùn)行模擬過程，觀察事件列表“Event List”中的報(bào)文，如圖12。 圖12這是模擬器的運(yùn)行結(jié)果。3：下面我在windows7 中同樣進(jìn)行ping實(shí)驗(yàn)。Ping 網(wǎng)址。如圖13.因?yàn)閜ing 新浪網(wǎng)超時(shí)，我ping了騰訊網(wǎng)。如圖13的顯示結(jié)果。4：tracert命令。我對騰訊網(wǎng)的地址進(jìn)行了跟蹤，如圖14。 圖14七、實(shí)驗(yàn)體會、質(zhì)疑和建議PacketTracer是一個(gè)模擬網(wǎng)絡(luò)的不錯(cuò)的軟件，此次試驗(yàn)我們學(xué)會了怎么如何查看各個(gè)設(shè)備的接口和配置簡單的網(wǎng)絡(luò)。單擊窗口可以查看設(shè)備屬性。合適的設(shè)備的終端可以通過交換機(jī)或者路由器相互通信。通過ping命令可以檢查網(wǎng)絡(luò)的

12、連通性。通過tracert命令可以檢測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過此次實(shí)驗(yàn)對網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議交換過程有了深層次的理解。后面的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解相關(guān)知識。對網(wǎng)絡(luò)的過程有了非常深的理解，將理論實(shí)踐，進(jìn)一步地理解理論。實(shí)驗(yàn)三分析EthernetII幀一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：深入理解Ethernet II幀結(jié)構(gòu)。2：基本掌握使用Wireshark分析捕獲的跟蹤文件的基本技能。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求1：深入理解Ethernet II幀結(jié)構(gòu)。2：基本掌握使用Wireshark分析捕獲的跟蹤文件的基本技能。3：PC 具有以太網(wǎng)卡一塊，通過雙絞線與網(wǎng)絡(luò)相連；或者具有適合的蹤跡文件。三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境1：運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件的Wi

13、ndows 7 操作系統(tǒng)PC機(jī)。2：去CISCO官網(wǎng)下載Wireshark軟件以及使用它進(jìn)行抓包然后對抓包結(jié)果進(jìn)行分析。3：PC 具有以太網(wǎng)卡一塊，通過雙絞線與網(wǎng)絡(luò)相連；或者具有適合的蹤跡文件。四、操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟概念以太幀的相關(guān)知識。IEEE 802.3以太幀結(jié)構(gòu)。Ethernet II幀結(jié)構(gòu)。第一：捕獲并分析以太幀。1.1刪除瀏覽器中的歷史記錄。1.2啟動Wireshark進(jìn)行抓包，開始分組捕獲。1.3在瀏覽器中輸入http:/ 2：以太幀中目的MAC 地址是什么？它是你選定的遠(yuǎn)地Web 服務(wù)器的MAC 地址嗎？(提示：不是)那么，該地址是什么設(shè)備的MAC 地址呢？(3) 給出2 字節(jié)以

14、太類型字段的十六進(jìn)制的值。它表示該以太幀包含了什么樣的協(xié)議？五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果分析為了進(jìn)一步分析以太幀結(jié)構(gòu)，點(diǎn)擊以太幀的信息，然后顯示如圖1的部分。其中看到源 MAC 地址為00：c2:c6:42:dd:21，目的 MAC 地址為fc:d7:33:63:6c:c4；以太類型字段中值為 0x0800，表示該幀封裝了 IP 數(shù)據(jù)報(bào)；以及 MAC 地址分配的相關(guān)信息。 圖11：地址是：00：c2:c6:42:dd:21 2：目的 MAC 地址為fc:d7:33:63:6c:c4 不是 是路由器網(wǎng)關(guān)的MAC地址 fc:d7:33:63:6c:c4的地址。 3：值：0800 包含TCP協(xié)議 例如，以

15、太類型值為 0x0800 指示了該幀包含了 IPv4 數(shù)據(jù)報(bào)，0x0806 表明指示了該幀包含了 ARP 幀， 0x8100 指示了該幀包含了 IEEE 802.1Q 幀。Ipv6的值：86DD具體信息參考圖2：六、實(shí)驗(yàn)體會、質(zhì)疑和建議通過此次試驗(yàn)，進(jìn)一步分析了解了Ethernet II幀的結(jié)構(gòu),以及自己所抓取的包分組的信息，以及重點(diǎn)是知道了MAC地址實(shí)際上是路由器網(wǎng)關(guān)的NAC地址。實(shí)驗(yàn)四分析IP報(bào)文結(jié)構(gòu)一、實(shí)驗(yàn)名稱分析IP二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：深入理解IP報(bào)文結(jié)構(gòu)和工作原理。2：掌握抓包工具分析捕獲的跟蹤文件的基本技能。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求1)運(yùn)行Windows 7 操作系統(tǒng)的 PC 一臺。2)PC

16、 具有以太網(wǎng)卡一塊，通過雙絞線與校園網(wǎng)相連；或者具有適合的蹤跡文件。3)每臺 PC 運(yùn)行程序協(xié)議分析儀 Wireshark。四、實(shí)驗(yàn)環(huán)境1：運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件的Windows 7 操作系統(tǒng)PC機(jī)。2：PC 具有以太網(wǎng)卡一塊，通過雙絞線與網(wǎng)絡(luò)相連；或者具有適合的蹤跡文件。3：寢室。五、操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟概念1：分析俘獲的分組。打開蹤跡文件，用鼠標(biāo)點(diǎn)選感興趣的幀，按右鍵出現(xiàn)如圖1菜單。該菜單提供了許多非常有用的功能，當(dāng)選中目的地址192.168.1.104分組，用鼠標(biāo)指向其源地址，打開如圖 2 所示菜單，點(diǎn)擊“Selected”，就會出現(xiàn)如圖2所示的界面?？梢姡到y(tǒng)已經(jīng)自動用其源地址作為過濾條件，

17、從眾多分組中過濾出與 192.168.1.104 有關(guān)分組了。如果過濾掉較高層協(xié)議的細(xì)節(jié)，比如選擇去掉IP，則會屏蔽IP相關(guān)信息。結(jié)果如圖3。2：分析IP報(bào)文。為了進(jìn)一步分析 IP 數(shù)據(jù)報(bào)結(jié)構(gòu)，點(diǎn)擊首部細(xì)節(jié)信息欄中的“Internet Protocol”行，有關(guān)信息展開如圖5首部信息窗口所示。3：回答下列問題：(1) 你使用的計(jì)算機(jī)的 IP 地址是什么？(2) 在 IP 數(shù)據(jù)報(bào)首部，較高層協(xié)議字段中的值是什么？(3) IP 首部有多少字節(jié)？載荷字段有多少字節(jié)？(4) 該 IP 數(shù)據(jù)報(bào)分段了沒有？如何判斷該 IP 數(shù)據(jù)報(bào)有沒有分段？(5) 關(guān)于高層協(xié)議有哪些有用信息？六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果分析

18、圖1 圖2圖3圖3中的IPv4勾選后，點(diǎn)擊ok，就會出現(xiàn)圖4的結(jié)果。 圖4 圖51：IP地址：192.168.136.12：值：TCP(6)3:20字節(jié) 32字節(jié)4：該IP數(shù)據(jù)報(bào)分段了嗎？沒有 Fragment offset為05：通過高層協(xié)議，我們可以看到我們正在做什么，是請求還是回應(yīng)，還是傳遞信息。七、實(shí)驗(yàn)體會、質(zhì)疑和建議知識回顧：進(jìn)一步了解IP的構(gòu)成，IP數(shù)據(jù)部分與首部信息，進(jìn)一步了解IP報(bào)文的格式，ICMP報(bào)文的格式。 實(shí)驗(yàn)五 分析網(wǎng)絡(luò)常用網(wǎng)絡(luò)命令實(shí)驗(yàn)報(bào)告正文：一、實(shí)驗(yàn)名稱分析網(wǎng)絡(luò)常用命令二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握網(wǎng)絡(luò)常用命令Hostname、Ipconfig、Route、Arp、Ping

19、、Tracert、Nslookup、Net use、NbtStat、Netstat、Net view的使用方法；2. 理解網(wǎng)絡(luò)常用命令Hostname、Ipconfig、Route、Arp、Ping、Tracert、Nslookup、Net use、NbtStat、Netstat、Net view的功能。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求在Windows環(huán)境下使用網(wǎng)絡(luò)常用命令Hostname、Ipconfig、Route、Arp、Ping、Tracert、Nslookup、Net use、NbtStat、Netstat、Net view，并分析它們的執(zhí)行結(jié)果和功能。四、實(shí)驗(yàn)環(huán)境1Windows7 操作系統(tǒng)PC

20、機(jī)器。五、操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟Win+R用cmd進(jìn)入操作。依次執(zhí)行上面的網(wǎng)絡(luò)命令。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果分析各種網(wǎng)絡(luò)命令的功能可以在下面的12張截圖可以得知。1：Ping命令是用的較多的，ping可以測試計(jì)算機(jī)名和計(jì)算機(jī)ip地址，驗(yàn)證與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的連接，該命令只有在安裝tcp/ip協(xié)議才能使用。比如ping 127.0.0.1 或者localhost ping 本機(jī)地址ip ping局域網(wǎng)內(nèi)其他的ip 具體可以詳見本人的tcp實(shí)驗(yàn)分析 。2：arp命令顯示和修改地址解析協(xié)議 所用到的以太網(wǎng)的IP或令牌物理地址翻譯表，只有在安裝TCP/IP協(xié)議才能使用，具體可以詳見本人的tcp實(shí)驗(yàn)分析。3：ipc

21、onfig命令 顯示當(dāng)前所有的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)配置值，刷新動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP和域名DNS設(shè)置。4：tracert 跟蹤路由是路由跟蹤實(shí)用程序 ，用于確定IP數(shù)據(jù)包訪問目標(biāo)所采取的路徑。用IP生存時(shí)間字段和ICMP錯(cuò)誤消息來確定一個(gè)主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)上其他主機(jī)的路由。最多30跳。比如跟蹤騰訊的網(wǎng)址。5：tracert：用于顯示和修改本地的路由表6：hostname：用于顯示主機(jī)名7：Nslookup：nslookup命令的功能是查詢一臺機(jī)器的IP地址和其對應(yīng)的域名。它通常需要一臺域名服務(wù)器來提供域名服務(wù)。如果用戶已經(jīng)設(shè)置好域名服務(wù)器，就可以用這個(gè)命令查看不同主機(jī)的IP地址對應(yīng)的域名。如圖：8：Ne

22、t use：net use命令用于將計(jì)算機(jī)與共享的資源相連接（建立磁盤映射），或者切斷計(jì)算機(jī)與共享資源的連接(刪除磁盤映射)，當(dāng)不帶選項(xiàng)使用本命令時(shí)，它會列出計(jì)算機(jī)的連接。9：NbtStat：顯示基于 TCP/IP 的 NetBIOS (NetBT) 協(xié)議統(tǒng)計(jì)資料、本地計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的 NetBIOS 名稱表和 NetBIOS 名稱緩存。Nbtstat 可以刷新 NetBIOS 名稱緩存和使用 Windows Internet 名稱服務(wù) (WINS) 注冊的名稱。10:Netstat：Netstat是在內(nèi)核中訪問網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)信息的程序，它能提供TCP連接，TCP和UDP監(jiān)聽，進(jìn)程內(nèi)存管理的相

23、關(guān)報(bào)告。Netstat s netstat e netstat a netstat n netstat p 11:Net view：Net view命令用于查看遠(yuǎn)程主機(jī)的所有共享資源.以上等命令在下面的截圖中各種參數(shù)可以顯示，具體操作可以看圖，然后實(shí)驗(yàn)。Hostname：顯示主機(jī)名Ipconfig:Route:Ping: Arp:Tracert:Nslookup:Nbtstat:Net view:Net use:七、實(shí)驗(yàn)體會、質(zhì)疑和建議通過此次試驗(yàn)，我了解了通過命令行的方式查看網(wǎng)絡(luò)等一些情況。有點(diǎn)進(jìn)一步地了解了底層知識。命令行功能強(qiáng)大，還有很多的命令行有待練習(xí)和了解及掌握。激發(fā)了探究網(wǎng)絡(luò)深層次

24、的興趣。 實(shí)驗(yàn)六 分析TCP一、實(shí)驗(yàn)名稱分析TCP協(xié)議二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)深入理解 TCP 的如下重要機(jī)制的工作原理：利用序號和確認(rèn)號實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸，TCP 擁塞控制算法(慢啟動和擁塞避免)，接收方通告的流量控制。2)掌握用 Wireshark 分析 TCP 蹤跡文件的技能。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求1)運(yùn)行Windows 7 操作系統(tǒng)的 PC 一臺。2)PC具有以太網(wǎng)卡一塊，通過雙絞線與校園網(wǎng)相連；或者具有適合的蹤跡文件。3)每臺 PC 運(yùn)行程序協(xié)議分析儀 Wireshark。四、操作方法與結(jié)果分析1：俘獲本機(jī)與遠(yuǎn)程服務(wù)器的TCP跟蹤文件。http:/gaia.cs.umass.edu/wiresha

25、rk-labs/wireshark-traces.zip為了方便比較，可以從因特網(wǎng)上下載現(xiàn)成的蹤跡文件進(jìn)行分析，本人直接從上述url地址下載文件進(jìn)行分析。2：下載tcp蹤跡文件 打開壓縮包。如圖1。圖1抓包文件打開上面勾選的文件。如圖2。圖2選擇一個(gè)報(bào)文，觀察其各層次協(xié)議間的包含關(guān)系。觀察 HTTP 與TCP 之間關(guān)系是如何體現(xiàn)的？從俘獲報(bào)文列表窗口右側(cè)，可以發(fā)現(xiàn)發(fā)起三次握手（如下圖）的SYN 報(bào)文，也可以發(fā)現(xiàn)一系列交互的HTTP 報(bào)文。 第一次握手?jǐn)?shù)據(jù)包圖3圖3第二次握手?jǐn)?shù)據(jù)包圖4 圖4第三次握手?jǐn)?shù)據(jù)包圖5圖53：回答問題1：與gaia.cs.umass.edu 傳輸文件的源主機(jī)所使用IP

26、地址和端口號是什么？Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.1.102, Dst: 128.119.245.12 Src是源地址。 Transmission Control Protocol, Src Port: 1161 (1161), Dst Port: 80 (80), Seq: 1, Ack: 1, Len: 0 tcp端口號：1161 2：gaia.cs.umass.edu 服務(wù)器所使用IP 地址和端口號是什么？IP地址：128.119.245.12 Dst Port: 80 (80)3：前6 個(gè)TCP 報(bào)文段的每個(gè)長度各為多長？從圖6得知

27、：這六個(gè)報(bào)文段的長度為565字節(jié)，1460字節(jié)，1460字節(jié)，1460字節(jié)，1460字節(jié)，1460字節(jié)。圖64：分析TCP序列/應(yīng)答編號和流量控制 為分析TCP 序號和確認(rèn)號，可以從分組列表中觀察，也可以點(diǎn)擊“Statitics/Flow Graph”，出現(xiàn)如圖7所示的本機(jī)與服務(wù)器之間的圖分析結(jié)果。圖75：觀察圖7回答問題。觀察該圖，回答下列問題：(1) 用于發(fā)起與服務(wù)器 TCP 連接的 TCP SYN 報(bào)文段的序號是多少？在該報(bào)文段中標(biāo)識其為 SYN 報(bào)文段的標(biāo)志是什么？(2) 服務(wù)器應(yīng)答上述 TCP SYN 報(bào)文段的 SYN ACK 報(bào)文段的序號是什么？在該 SYNACK 報(bào)文段的 ACK

28、 應(yīng)答字段中的值是多少？服務(wù)器是怎樣確定這個(gè) ACK 值的？在該報(bào)文段中標(biāo)識其作為 SYN ACK 報(bào)文段的標(biāo)志是什么？(3) 接收方的 ACK 報(bào)文應(yīng)答的數(shù)據(jù)一般為多長？如何確定接收方是對哪個(gè)報(bào)文段進(jìn)行應(yīng)答的？(4) 觀察 TCP SYN 報(bào)文段達(dá)到的時(shí)間以及 SYN ACK 報(bào)文段回復(fù)的時(shí)間。它們與后繼請求和應(yīng)答報(bào)文對之間的時(shí)間差一樣嗎？(5) 接收方通常的可用緩存的量是一樣大的嗎？最小量是多少？出現(xiàn)了為抑制發(fā)送方而減少接收緩存空間的情況嗎？(6) 在蹤跡文件中有重傳報(bào)文段嗎？如何檢查是否出現(xiàn)了這種情況？(7) 對該 TCP 連接，吞吐量是多大？解釋計(jì)算所使用的方法。答案：1：序號是0 字

29、段中SYN位為1 表明這是一個(gè)SYN段2：圖8 SYN ACK序號 0 ACK值為1 等于SYN中報(bào)文中Seq值 為1標(biāo)志位0x0123：圖9 一般是1460字節(jié) TCP報(bào)文確認(rèn)是對接收到的數(shù)據(jù)的最高序列號的確認(rèn)，并向發(fā)送端返回下一次期待的ACK number圖8 圖94：不一樣圖115：接收端最小的窗口容量5840字節(jié) 顯示服務(wù)器發(fā)送的確認(rèn)大小。在接受緩存到達(dá)最大值17520之前接受窗口基本穩(wěn)定增加。發(fā)送方不會因?yàn)榻邮芫彺婵臻g不足而受到影響。6：沒有 從上面的表中可以得出從源端到目的端的ack逐漸在增加，如果重傳則會有序號小于其鄰近的分組序號的分組，圖中沒有出現(xiàn)重發(fā)片段。7：TCP 吞吐量計(jì)

30、算很大程度上取決于所選內(nèi)容的平均時(shí)間。TCP 連接的平均吞吐量為總的傳輸數(shù)據(jù)與總傳輸時(shí)間的比值。總數(shù)是 164091-1 = 164090 字節(jié)?？倐鬏敃r(shí)間是5.455830-0.023265 = 5.432565 秒。TCP 連接的吞吐量為164090/5.432565=30.205 KByte/s。6：分析應(yīng)用層內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用層是 HTTP，該協(xié)議的可靠傳輸基于TCP 得到的。通過分析TCP 報(bào)文序列可以得到HTTP 傳輸?shù)膬?nèi)容。為此，點(diǎn)擊TCP 三次握手之間的第4 號報(bào)文，發(fā)現(xiàn)它是一條從本機(jī)向服務(wù)器發(fā)送HTTP POST 命令的報(bào)文，請求Web 服務(wù)器發(fā)送特定的頁面對象。對于后繼報(bào)文

31、，也可以發(fā)現(xiàn)以ASCII 明文發(fā)送的應(yīng)用層內(nèi)容。圖12。圖12觀察圖：1：分析一下 HTTP 傳輸?shù)氖谴蠹s什么內(nèi)容？是一本書 Alices Adventures in Wonderland圖132： 如果 Web 頁面?zhèn)鬏數(shù)氖菆D片或視頻對象，會出現(xiàn)什么情況？失敗 因?yàn)槲谋局幸?guī)定了格式不能傳送視頻或者圖片7：分析TCP擁塞控制點(diǎn)擊“Statistics/TCP Stream Graph/Throughput Gragh)”，得到如圖14 所示的界面. 圖14 圖151：根據(jù)圖14 分析的吞吐量分布曲線，解釋哪部分對應(yīng)的是 TCP 慢啟動階段和擁塞避免階段。0-0.1s 是慢啟動 0.3秒內(nèi)是擁塞

32、避免2：圖示曲線是否與課文中的理論分析曲線一致？為什么？不一致 坐標(biāo)單位不一樣五、實(shí)驗(yàn)體會、質(zhì)疑和建議知識點(diǎn)回顧：傳輸控制協(xié)議報(bào)文段結(jié)構(gòu)。TCP/IP 體系中面向連接的運(yùn)輸層協(xié)議，它提供全雙工的和可靠交付的服務(wù)。TCP 報(bào)文段結(jié)構(gòu)如圖15所示。TCP 與 UDP 最大的區(qū)別就是 TCP 是面向連接的，而 UDP 是無連接的。TCP 擁塞控制算法。通常包括 3 個(gè)主要部分：(1)加性增 乘性減即每發(fā)生一次丟失事件時(shí)就將當(dāng)前的擁塞窗口 CongWin 值減半，每當(dāng)它收到一個(gè)ACK后就把CongWin增加一個(gè)MSS(最大報(bào)文段長)。 (2)慢啟動(slow start)，即 TCP 發(fā)送方在初始階段

33、不是線性地增加其發(fā)送速率，而是以指數(shù)的速度增加，即每過一個(gè) RTT 將 CongWin 值翻倍，直到發(fā)生一個(gè)丟包事件為止，此時(shí) CongWin 將被降為一半，然后就會像上面所講的那樣線性地增長。(3)對超時(shí)事件作出反應(yīng)。對于收到 3個(gè)冗余ACK 后，TCP 將擁塞窗口減小一半，然后線性地增長。但是超時(shí)事件發(fā)生時(shí)，TCP 發(fā)送方進(jìn)入一個(gè)慢啟動階段，即它將擁塞窗口設(shè)置為1MSS，然后窗口長度以指數(shù)速度增長。擁塞窗口持續(xù)以指數(shù)速度增長，直到 CongWin 達(dá)到超時(shí)事件前窗口值的一半為止。CongWin 以線性速度增長，就像收到3個(gè)冗余ACK 一樣動作。圖15 實(shí)驗(yàn)七 分析ARP協(xié)議一、實(shí)驗(yàn)名稱分析

34、ARP協(xié)議二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：深入理解地址解析協(xié)議(ARP)的工作原理。2：理解 IP 和以太網(wǎng)協(xié)議的關(guān)系，掌握 IP 地址和 MAC 地址的映射機(jī)制，搞清楚 IP 報(bào)文是如何利用底層的以太網(wǎng)幀進(jìn)行傳輸?shù)?。三、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求運(yùn)行Windows 7 操作系統(tǒng)的 PC 一臺。PC 具有以太網(wǎng)卡一塊，通過雙絞線與網(wǎng)絡(luò)相連；或者具有適合的蹤跡文件。每臺 PC 運(yùn)行程序協(xié)議分析儀 Wireshark。四、操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟概念1：查看本機(jī)因特網(wǎng)硬件地址 ipconfig 是 Windows 操作系統(tǒng)中調(diào)試網(wǎng)絡(luò)配置的常用命令，其主要功能包括顯示主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)配置信息(通過/all 參數(shù))、釋放獲得的 IP 地址信

35、息(通過/release 參數(shù))，或者重新獲取 ip地址信息(通過/renew 參數(shù))等。本次實(shí)驗(yàn)主要學(xué)習(xí)使用 ipconfig 查看計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的物理地址。結(jié)果如圖1.2：使用ARP命令通過 ARP 命令能夠顯示和修改 ARP 高速緩存中 IP 地址和 MAC 地址的映射表，與ipconfig 類似，該命令同樣包含多種參數(shù)，可以首先在“命令提示符”界面中輸入“arp /?”查看ARP 命令的使用幫助。如圖3。 從圖3中我們可以得知ARP 命令主要功能包括顯示當(dāng)前 ARP 高速緩存中全部的 IP 地址和MAC 地址映射信息、刪除當(dāng)前 ARP 高速緩存中的地址映射信息、以及增加一條靜態(tài)地址映射信息

36、等。在實(shí)驗(yàn)記錄中，我們對三種功能進(jìn)行詳細(xì)分析。3：分析ARP協(xié)議工作的過程五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果分析 圖1 圖2從上面的截圖中我們可以得知：主機(jī)名：VVYPGVIUJ40F887以太網(wǎng)適配器：Intel(R) Centrino(R) Wireless-N 2230 MAC地址：00-C2-C6-42-DD-21 DHCP功能是否關(guān)閉：開啟IP地址：192.168.1.104(首選)掩碼：255.255.255.0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：192.168.1.1 DNS 211.142.211.124 111.8.14.18等信息。 圖3 在“命令提示符”界面中鍵入“arp a”指令，可以查看本機(jī) ARP 表中

37、的全部內(nèi)容，如圖 4所示。可以看到，在 ARP 高速緩存表中每個(gè)表項(xiàng)包括 3 個(gè)部分：主機(jī) IP 地址，主機(jī)物理地址以及表項(xiàng)類型，其中表項(xiàng)類型中 dynamic 表明該表項(xiàng)狀態(tài)為動態(tài)更新，一段時(shí)間未刷新將會被刪除，static 表明該表項(xiàng)為靜態(tài)綁定，除非主動刪除該表項(xiàng)將一直存在。 圖4“arp d”命令用于主動清除 ARP 表中的全部記錄，如圖 5 所示，執(zhí)行過“arp d”命令后，再次執(zhí)行“arp a”命令可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)提示不存在 ARP 表項(xiàng)。 圖5如果僅希望刪除 ARP 表中的部分表項(xiàng)，可以在“arp d”命令后加相應(yīng)的IP 地址參數(shù)，例如“arp d 192.168.1.104”將僅刪除

38、ARP 表中IP 地址為192.168.1.104 的表項(xiàng)?！癮rp s”命令允許人們手工在 ARP 表項(xiàng)中增加一條 IP 地址和物理地址的綁定記錄，其命令格式為“arp s26.28.249.1 00-12-36-fe-eb-dc”，如圖 6 所示，執(zhí)行該命令后,在 ARP 表中增加了一條表項(xiàng)，并且其類型字段為 static，表明是一個(gè)靜態(tài)綁定的表項(xiàng)。圖61：選擇兩臺相連的計(jì)算機(jī)，清除ARP表中的所有項(xiàng)目。本次試驗(yàn)我選擇同一寢室的連載同一路由器的IP地址。本人IP地址192.168.0.104,同學(xué)的是192.168.0.103進(jìn)行試驗(yàn)。首先將本人的與同學(xué)的ARP表項(xiàng)刪除。執(zhí)行ARP d，刪

39、除arp表。2：在本人主機(jī)上運(yùn)行 Wireshark 程序，執(zhí)行包俘獲操作。3：從本人主機(jī)向同學(xué)主機(jī) 發(fā)送 Ping 包，稍后停止發(fā) Ping 包。分別檢查兩臺主機(jī)的 ARP，分析表中項(xiàng)目。如圖7和圖8。 圖7同學(xué)主機(jī)的arp表項(xiàng)。 圖8從圖中可以發(fā)現(xiàn)此時(shí)103主機(jī)的ARP 表項(xiàng)中增加了一條關(guān)于主機(jī)104 的表項(xiàng)，檢查主機(jī)104的ARP 表可以發(fā)現(xiàn)類似結(jié)論。4：從俘獲的分組中找出ARP 報(bào)文，并分析ARP 協(xié)議執(zhí)行的全過程，畫出或?qū)懗鯝RP協(xié)議報(bào)文的交互過程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象。如圖9。和圖10.圖9圖10圖9和10顯示了本次通信過程的分組俘獲情況，并且為了清晰起見，運(yùn)用arp 作為過濾器，以

40、便只顯示通信過程中的ARP 報(bào)文，分析發(fā)現(xiàn)報(bào)文26為主機(jī)103發(fā)送的ARP 請求報(bào)文，進(jìn)一步分析其報(bào)文結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，ARP 報(bào)文是封裝在以太幀中傳輸，并且在以太幀中協(xié)議類型為0x0806，其源MAC 地址為主機(jī)103的MAC 地址00:c2:c6:42:dd:21，目的MAC 地址為30:10:b3:92:95:77。ARP 協(xié)議中硬件類型為以太網(wǎng)，協(xié)議類型為IP，硬件地址和協(xié)議地址的長度分別為6 字節(jié)(48 bits MAC 地址)和4 字節(jié)(32 bitsIP 地址)，如圖11。操作類型為ARP 請求報(bào)文，發(fā)送方的MAC 地址和IP 地址分別為30:10:b3:92:95:77和192.1

41、68.1.104，目標(biāo)方的MAC 地址為00:c2:c6:42:dd:21，IP 地址為192.168.1.103。報(bào)文51為主機(jī)103向主機(jī)104 發(fā)送的ARP 應(yīng)答報(bào)文，圖 12 給出了其詳細(xì)結(jié)構(gòu)，可見其同樣是封裝在以太幀中傳輸，但源MAC 地址為主機(jī)3 的MAC 地址00:c2:c6:42:dd:21，目的MAC 地址為主機(jī)104 的MAC 地址30:10:b3:92:95:77 圖11圖12六、實(shí)驗(yàn)體會、質(zhì)疑和建議在本次通信過程中，為何只有主機(jī)103 到主機(jī)104的ARP 請求？主機(jī)104 是如何獲得主機(jī)103 的MAC 地址的？ 答：ARP請求報(bào)文中已經(jīng)攜帶主機(jī) 103 的MAC 地

42、址和IP 地址。思考為什么不像ARP 請求報(bào)文那樣設(shè)為廣播地址？ 答：因?yàn)锳RP請求報(bào)文中已經(jīng)有主機(jī)104的MAC地址)。發(fā)送方的MAC 地址和IP 地址分別為00:c2:c6:42:dd:21和192.168.0.103，目標(biāo)方的MAC 地址為30:10:b3:92:95:77，IP 地址為192.168.0.104。重要知識點(diǎn)回顧：當(dāng)主機(jī)A 欲向本局域網(wǎng)上的某個(gè)主機(jī)B 發(fā)送IP 數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就先在其ARP 高速緩存中查看有無主機(jī)B 的IP 地址。如有，就可以查出其對應(yīng)的硬件地址，再將此硬件地址寫入MAC 幀，然后通過局域網(wǎng)把該MAC 幀發(fā)往此硬件地址。若查不到主機(jī)B 的IP 地址的項(xiàng)目，主機(jī)A就自動運(yùn)行ARP，向所在局域網(wǎng)廣播一個(gè)ARP 查詢，查詢主機(jī)B 的硬件地址，該查詢中包含主機(jī)B 的IP 地址。