计算机网络实验3-实验5

1、计算机网络实验指导书0B实验 3ARP协议分析实验一、实验目的l理解 IP 地址与 MAC 地址的对应关系；l理解 ARP 协议报文格式；l理解 ARP 协议的工作原理与通信过程。二、实验内容lARP 请求报文与应答报文格式；l同一子网内两台机器间的 ARP 协议的工作过程；l不同子网上的两台机器间的 ARP 协议工作过程。三、实验原理、方法和手段（1） ARP 请求报文与应答报文格式 硬件类型协议类型硬件地址长度协议地址长度操作发送者硬件地址(03 字节)发送者硬件地址(45 字节)发送者 IP 地址(01 字节)发送者 IP 地址(23 字节)目的硬件地址(01 字节)目的硬件地址(25

2、字节)目的 IP 地址(03 字节)操作类型：1ARP 请求；2ARP 响应；3- RARP 请求；4RARP 响应； 四、实验条件（1）报文捕获工具Ethereal、EtherPeek 或 SimpleNPTS 协议分析软件；（2）应用协议环境第 24 页 共 10 页每个学生的 PC 机（安装 Windows xp 操作系统）处于同一个 LAN，另外有 一个服务器如学校的 WEB 服务器处于另外一个网络。五、实验步骤（1）同一子网内两台机器间的 ARP 协议的工作过程l主机 A（IP 地址为 A.A.A.A）与主机 B（IP 地址为 B.B.B.B）属于同一 个子网；l在主机 A 上的 D

3、OS 命令提示符下运行 arp d 命令，清空主机 A 的 ARP高速缓存；l在主机 A 上的 DOS 命令提示符下运行 arp a 命令，检查主机 A 的 ARP高速缓存区，此时 ARP 缓存区应为空；l在主机 A 上的 DOS 命令提示符下运行：PingB.B.B.B ，同时用抓包工 具捕获 A 与 B 之间的数据通信报文，并做如下工作：在捕获的报文中找出主机 A 和主机 B 之间通讯的 ARP 询问请求报 文和应答报文；分析 ARP 请求及应答报文的各字段，包括源、目的以太网地址、源、 目的 IP 地址、数据报文类型。 数据报文类型:arp协议l在主机 A 上的 DOS 命令提示符下运行

4、 arpa 命令，检查 ARP 高速缓存 中的内容是否发生变化，分析原因。答：是发生变化，在ARP高速缓存中有了目标主机的IP地址。因为ping过后ARP协议将IP地址转化为MAC地址存入缓存。（2）不同子网上的两台机器间的 ARP 协议工作过程l主机 A（IP 地址为 A.A.A.A）与主机 C（IP 地址为 C.C.C.C）为不在同 一个子网内的两台计算机；l在主机 A 上的 DOS 命令提示符下运行 arp d 命令，清空主机 A 的 ARP高速缓存；l在主机 A 上的 DOS 命令提示符下运行 arp a 命令，检查主机 A 的 ARP高速缓存区，此时 ARP 缓存区应为空；l在主机

5、A 上的 DOS 命令提示符下运行：PingC.C.C.C ，同时用抓包工 具捕获 A 与 C 之间的数据通信报文，并做如下工作：在捕获的报文中找出主机 A 和主机 C 之间通讯的 ARP 询问请求报 文和应答报文；其中硬件类型是Ethernet(1)；协议类型是IP（0x0800）；硬件大小是6；协议长度是6；请求报文中的操作码是：request（1），应答报文中的操作码是：reply（2）；请求报文中的MAC目标地址是：14:14:4b:6b:28:f1，源地址是：a0:d3:c1:50:5e:58，IP目标地址是：54，源地址是：3，应答报文中

6、的MAC目标地址是：a0:d3:c1:50:5e:58，源地址是：14:14:4b:6b:28:f1，IP目标地址是：3，源地址是：54。 l 在主机 A 上的 DOS 命令提示符下运行 arpa 命令，检查 ARP 高速缓存 中的内容是否发生变化，分析原因。分析：会发生变化，变化的原因是ARP会在这个过程中进行更新l 比较（1）和（2）两实验中得到的 ARP 报文，有何不同？ 分析产生二 者区别的原因是什么？l发生了变化，因为本机跟网络地址百度进行了报文交互，所以在高速缓存中会出现百度的IP地址。即ping过后ARP协议将IP地址转化为MAC地址存

7、入缓存。六、思考题结合实验过程中的实验结果，回答下列问题：（1） 观察实验过程中捕获网络上的多个 ARP 请求帧，观察这些帧的以太网目 的地址是否相同，分析其原因。基本相同，因为ARP请求帧大都是以广播的形式发送的，以太网地址为全1 。 9、观察实验过程中捕获网络上的多个 ARP 应答帧，观察这些帧的以太网目的地址（2） 观察实验过程中捕获网络上的多个 ARP 应答帧，观察这些帧的以太网目 的地址是否相同，分析其原因。不同，因为是不同的主机对请求的应答，所以这些帧的以太网目的地址不同。 即ARP应答帧基本都是回复给发送请求的帧各台机器，各机的以太网地址不同，因此ARP应答帧的以太网目的地址都不

8、同。1B实验 4IP/ICMP协议分析实验一、实验目的l理解 IP 协议包格式；l理解 ICMP 协议包格式。二、实验内容lPING 应用系统通信过程中 ICMP 协议、IP 协议分析。三、实验原理、方法和手段（1）ICMP 报文格式8 bits8bits16bits16bits16bits32bits报文类型报文编码校验和field1field2field3（2）IP 报文格式四、实验条件（1）报文捕获工具Ethereal、EtherPeek 或 SimpleNPTS 协议分析软件;（2）应用协议环境每个学生机的 PC 机（安装 Windows xp 操作系统）处于同一个 LAN。五、实验步

9、骤（1）ICMP 协议分析l主机 A（IP 地址为 A.A.A.A）与主机 B（IP 地址为 B.B.B.B）属于同一 个子网内的两台计算机；l在主机 A 上启动报文捕获工具，指定源 IP 地址为主机 A 的地址，目的IP 地址为主机 B 的地址，分析开关为 ICMP 协议；l在主机 A 的 DOS 仿真环境下，运行 ping B.B.B.B 命令向主机 B 发送 echo 请求报文，在主机 B 联网和未联网两种情况下，捕获 ICMP 请求数据包 与应答数据包（如有），记录并分析各字段的含义，并与 ICMP 数据包格 式进行比较；表 1：ICMP 报文格式实验项ICMP包字段名称值含义1Typ

10、e0（echo（ping）reply）报文类型，应答报文2Code0（）报文编码3Checksum0x405fcorrect校验和4Identifier0x0200标识符5Sequence number4864（0x1300）序列号（2）IP 协议分析l主机 A（IP 地址为 A.A.A.A）与主机 B（IP 地址为 B.B.B.B）属于同一 个子网内的两台计算机；l在主机 A 上启动报文捕获工具，指定源 IP 地址为主机 A 的地址，目的IP 地址为主机 B 的地址，分析开关为 IP 协议；l 在主机 A 的 DOS 仿真环境下，运行 ping B.B.B.B 命令向主机 B 发送 echo

11、 请求报文，在主机 B 联网和未联网两种情况下，捕获 IP 数据包，记录并 分析各字段的含义，并与 IP 数据包格式进行比较；表 2：IP 报文格式实验项Ip包字段名称值含义1Version4表示ip版本为4即为ipv42Differentiated services field0x00（DSCP 0x00：default；ECN：0x00区分服务领域3header length20头部长度，他指向数据的开始位置，这个域的最小合法值为54Total length60总长5Identification0x5ff6标识符6Flage0x00标记字段，第一位不使用，第二位是df为当df为为1时，表示

12、；路由器不允许分段处理为0事表示允许分段，第三位是mf位，当mf为1时。表示不是最后一个分段的，为0时表示是最后一个分段7Fragment offset0分段偏移，表示是手段的便宜，以八个字节为偏移单位8Time to live128生存期，说明数据在互联网系统生存的最大时间9ProtocolIcmp（0x01）协议，指定了包中数据的类型10Header checksum0xc66c【correct】头部校验和，用于保证数据的正确性11Destination3原地址12Source5目标地址六、思考题（1）为什么运行 ping 时

13、，不能捕获到 ICMP 报文？如果运行 ping本 机 IP 地址能收到报文吗？因为表示本机回环地址，通常利用在本机上ping此地址来检查TCP/IP协议是否安装正确。无论是ping或本地IP（在Windows和Linux下），都不能抓获到ping数据帧，亦即ping两者都是不经过网卡的，都是通过环路来处理的。并且ping 和ping本机的过程是不一样的。ip输出函数先检查地址是不是环回地址：1. 如果是环回地址，直接交给环回驱动程序处理，返回ip输入函数。2. 如果不是环回地址，检查是不是广播地址或者多播地址。3. 如果不是广播或者多播地

14、址，才检查是不是本机地址，如果是本机地址，则交给环回驱动程序处理，环回驱动程序返回给ip输入函数。从上面可以看出 ping 数据包是不经过网卡的 ping本机则是需要经过网卡的。所以运行 ping 时，不能捕获到 ICMP 报文；运行 ping 本机 IP 地址能收到报文。（2）能否在 WINDOWS 操作系统下进行设置，使得主机收到 ICMP 报文后不响 应呢？ICMP是“Internet Control Message Protocol”（Internet控制消息协议）的缩写。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。

15、所以我们可以进行相应的ICMP设置，比如在Windows XP中，首先打开“网络连接”，右键单击启用Internet连接防火墙的“网络连接”，选择“属性”打开属性窗口。接着，选择“高级”选项卡，单击右下角“设置”按钮。然后，在高级设置窗口中选择“ICMP”选项卡，在其中就可以进行相应的设置，包括允许传入的回显请求等。2B实验 5TCP/UDP协议分析实验一、实验目的l理解 TCP 协议包格式和工作原理，如 TCP 建链拆链的三次握手机制和捎带 应答机制等；l理解 UDP 协议包格式；二、实验内容lftp 应用系统通信过程中 TCP 协议分析；lnet send 应用系统通信过程中 UDP 协议

16、分析。三、实验原理、方法和手段（1）UDP 报文格式UDP Source Port (16)UDP Destination Port (16)Message Length (16)UDP Checksum (16)DATA（2）TCP 报文格式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 连接建立三次握手过程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连接建立三次握手机制四、实验条件（1）报文捕获工具Ethereal、EtherPeek 或 SimpleNPTS 协议分析软件;（2）应用协议环境每个学生机的PC机（安装Windows xp 操作系统）处于同一个LAN，远程登 录Ftp服务器（HU 54UH

18、 、用户名/密码均为：student ）。（3）学员分组一人一组。五、实验步骤（1）TCP 协议分析l主机 A（IP 地址为 A.A.A.A）与主机 B（IP 地址为 B.B.B.B）属于同一 个子网内的两台计算机；l在主机 A 上启动报文捕获工具，指定源 IP 地址为主机 A 的地址，目的IP 地址为主机 B 的地址，分析开关为 TCP 协议；l从主机 A 上向远程 FTP 服务器发起 FTP 连接并登录（建议在命令行状 态下链接 FTP 服务器），并将 A 机的一个文件传输到 FTP 服务器上，然 后退出 ftp，捕获通信过程中的 TCP 数据包，记录并分析各字段的含义， 重点理解 TCP 协议连接建立与拆除的握手过程，并与 TCP 数据包格式 进行比较;表 3：FTP 通信过程中的 TCP 包格式实验项TCP 包字段名称值含义1Source port50586源端口2Destination port80目的端口3Sequence number697序列号 4Acknowledgment number47644确认号5Header length20 bytes头部长度（2）UDP 协议分析l主机 A（IP 地址为 A.A.A.A）与主机 B（IP 地址为