信息网络系统Word文档格式.docx

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在Ethereal中捕捉数据包前,首先要选择要监听的接口。

点击菜单中“Capture”“Interface”，此处选择接口“NDIS5Driver”。

在捕捉前还要设置一些参数，如过滤器。

点击“prepare”，出现设置窗口，在“CaptureFilter”一栏中填写感兴趣的数据包对应规则（见使用手册）。

点击“Start”按钮开始捕捉。

打开浏览器访问一些站点后，然后关闭浏览器，最后点击“Stop”按钮，结束数据包的捕捉。

所有捕捉的数据包都显示在主窗口中。

窗口中上面的列表框为所有捕获数据包（帧）的列表，记录了这些数据包的捕获时间、来源、目的地、协议等信息。

中间的文本框为当前选中的捕获帧经Ethereal解释后的协议信息。

屏幕最下面的窗口中以二进制形式显示当前选中的数据包的原始内容。

如果需要保存所捕获的数据，可选择菜单“File”中的“Saveas…”进行保存。

Ethereal支持多种文件格式。

三、实验内容

1.了解网卡的配置情况；

2.了解对等网的相关数据；

3.了解TCP/IP协议的相关参数配置；

4.阅读Ethereal软件的相关使用手册。

四、实验方法

1.实验原理

计算机1

计算机2

以太网交换机

计算机3

本实验是是在实验室的基于WINDOWS的网络上，观察网络的硬件软件，和相关的网络参数，并可以进行进一步的上网和共享硬盘等网络应用。

见下图。

2.实验步骤

步骤1：

实验前准备

在实验前已经建立计算机网络，并已经设定好网络设备参数及相关协议，如：

TCP/IP等。

步骤2：

读取网络相关数据

●网络组件

打开计算机电源，启动WINDOWS操作系统，右击“我的电脑”“属性”“硬件”“设备管理器”“网络适配器”的顺序，了解网卡类型、中断请求、内存范围、输入输出范围的参数。

●网络协议

按“控制面板”“网络和Internet连接”“网络连接”“本地连接”“属性”的顺序，了解“已安装的网络组件”中的协议，并读出TCP/IP协议的设置参数（IP地址、子网掩码、网关、DNS配置等）。

步骤3：

计算机标识

右击“我的电脑”“属性”，了解计算机名称、工作组等数据。

步骤4：

上网及共享数据

◆使用IE浏览器上网，URL地址：

HTTP:

//；

◆使用“网上邻居”，观看相邻计算机。

相邻计算机名称:

MC018;

步骤5：

试运行Ethereal软件

1）查看本主机的IP地址59.71.129.82

2）启动Ethereal，设置过滤器

（1）在桌面或开始菜单中选择Ethereal图标，双击运行。

（2）选择菜单“Capture”→“Interfaces...”→“prepare”。

（3）在“Interface”下拉列表框里选中要监视的本地网络适配器。

（4）设置包捕捉过滤器为“host（本主机的IP地址）”，例如：

若IP地址为192.168.0.1，则设置包捕捉过滤器为“host192.168.0.1”

（5）点击“Start”按钮开始捕捉数据包。

（6）打开浏览器，在地址栏中输入“

（7）点击“Stop”按钮停止数据包捕捉。

3）查看并保存所捕获的数据包

（1）在Ethereal软件中查看所有窗口显示的内容；

（2）双击最上面的窗口中的一栏。

观察中间窗口中的有关显示；

（3）在最下面的窗口中查看捕获的数据包中的原始数据；

（4）选择菜单“File”→“Saveas”，将有关数据保存在文件中。

4）设置过滤器，记录主机在浏览网页过程中产生的所有HTTP数据包

（1）设置包捕捉过滤器为“tcpport808”或者“tcpport80”

（2）点击“Start”按钮开始捕捉数据包。

（3）打开浏览器，在地址栏中输入

（4）点击“Stop”按钮停止数据包捕捉。

5）查看并保存所捕获的数据包

（1）在Ethereal软件中查看所有窗口显示的内容，比较此次捕获的数据和上述数据有何不同；

（2）选择菜单“File”→“Saveas”，将有关数据保存在文件中。

五、实验报告要求

1.记录实验步骤2和步骤3中观察到的相关数据；

2.记录实验步骤5中两次捕获数据包的数量及有关类型；

按时间次序记录所有数据包的有关信息，如source、destination、protocol以及info等各字段信息。

实验二物理层和数据链路层

1.了解以太网协议

2.利用Ethereal软件观察以太帧的结构

以太网（Ethernet）是现有局域网采用的最通用的通信协议标准。

Xerox、DEC和Intel公司与1980年联合起草了以太网标准，并于1982年发表了第2版的以太网标准（EthernetII）。

1985年，IEEE802委员会吸收以太网为IEEE802.3标准。

以太网为广播网络，采用CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）技术来解决信道共享问题。

EthernetII帧格式如图2.1所示。

不及前导、帧起始及校验字节，以太帧长最大为1514字节，其中数据部分最大为1500字节。

以太帧最短为64字节，不足部分填充0。

7字节1字节6字节6字节2字节1~1500字节0~46字节4字节

前导

帧起始

目的地址

源地址

类型

数据

填充

CRC校验

图2.1以太帧格式

以太帧头为14字节，包括6字节目的地址、6字节源地址和2字节类型。

以太网地址（即MAC地址）用于唯一地表示网络设备。

MAC地址48位6个字节，常用冒号隔开的十六进制来表示，如00：

d0：

f8：

38：

a2：

06，其中前24位生产厂商代码。

如果MAC地址全部为1，则表示广播地址。

正常情况下，当网络设备监听到目的MAC地址是自己需要的数据帧或广播帧时，就会接收该帧，否则丢弃。

以太帧中2字节类型域表示封装的上层数据协议类型。

如IP协议为“0800”。

一、实验内容

利用Ethereal来观察ping命令中产生的以太数据帧的结构。

二、实验步骤

1.查看本主机的IP地址

2.启动Ethereal，设置过滤器

1）在本主机的桌面或开始菜单中选择Ethereal图标，双击运行。

2）选择菜单“Capture”→“Interfaces...”→“prepare”。

3）在“Interface”下拉列表框里选中要监视的本地网络适配器。

4）设置包捕捉过滤器为“host（本主机的IP地址）”，例如：

5）点击“Start”按钮开始捕捉数据包。

3.在本主机上用ping命令访问另一台主机

在本主机的命令窗口下输入：

ping（另一台主机的IP地址）

例如：

ping192.168.200.100

4.停止数据包捕捉

点击Etherreal的捕捉窗口中的“Stop”按钮。

5.查看捕获的数据包

1）在Ethereal中查看所有的窗口显示内容。

2）查看以太帧中目的地址和源地址。

3）查看捕获的以太帧中“类型”的字段有哪些。

4）保存捕获结果。

三、实验报告要求

记录ping命令中产生的以太帧及其类型。

四、思考

1.网络上传输的数据字节次序和本地计算机中数据一样吗？

观察以太帧中地址是如何传送的（最高字节先发送还是后发送）？

答：

网络上传输的数据字节次序和本地计算机中数据不一样。

以太帧中地址高字节先发送。

2.以太帧中有7个字节的前导、1个字节的起始帧字节和4个字节的校验字节，而在Ethereal捕获的数据帧有这几项吗？

Ethereal捕获的数据帧没有这几项。

3.以太帧中最短帧长是多大，最大帧长为多大？

在以太帧中填充域的作用是什么？

答：

最短帧长64字节，最长1518字节。

填充域的作用是保证使帧长大于64字节，防止太小的帧被当做无效帧丢弃。

不需要。

4.在全世界范围内，任何机器是否需要一个唯一的MAC地址？

使用二进制指数退避算法解决。

5.以太网中发送数据产生冲突时，如何解决？

查看Ethereal中接口上发送数据的统计信息。

IP，ARP，RARP，ICMP

实验三网络层

1．了解IP协议。

2．了解ICMP协议及其作用。

１．IP协议

IP（InternetProtocol）协议是TCP/IP协议族的核心组成部分，是目前应用最广的网络互联协议。

IP层对应于ISO/OSI七层参考模型中的网络层。

通过IP数据包和IP地址屏蔽掉了不同的物理网络（如以太网、令牌环网等）的帧格式、地址格式等各种底层物理网络细节，使得各种物理网络的差异性对上层协议不复存在，从而使网络互联成为可能。

IP协议只提供了不可靠的数据包传送服务，不能保证数据正确到达目的。

在IP网络中，每个通信节点有一个唯一的32位地址，通常记成点分十进制形式（如１９２．１６８．０．１）。

地址分为两部分，网络号和主机号，网络号的长度通常用子网掩码来确定。

每个主机都属于一个网络。

在IP网络上通信是通过分组交换方式完成的，即通过不同的路由器来实现转发，最后发送到目标主机所在网络上。

在转发过程中，链路层协议以及链路层每帧能够发送的最长数据可能不一致，路由器必须处理这些差异。

２．ＩＣＭＰ协议

　　ＩＣＭＰ协议用于ＩＰ主机和路由器之间传递控制消息，如指主机是否可达、路由是否可用等消息。

这些控制消息不传输用户数据，而用于报告用户数据传递情况。

　　ＩＣＭＰ报文分为两种类型，即ＩＣＭＰ差错报文和ＩＣＭＰ询问报文。

1．利用Ethereal来观察ping命令中产生的IP及ICMP数据。

2．利用Ethereal来观察ping一个不存在的网络地址时产生的IP及ICMP数据。

3．利用ping发送长度为5000的数据来观察IP分段。

四、实验步骤

1．查看本主机的IP地址

2．启动Ethereal，设置过滤器，开始捕捉

（1）在本主机桌面或开始菜单中选择Ethereal图标，双击运行。

（2）选择菜单“Capture”→“Interfaces...”→“prepare”。

（3）在“Interface”下拉列表框里选中要监视的本地网络适配器。

（4）设置包捕捉过滤器为“icmp”。

（5）点击“Start”按钮开始捕捉数据包。

3．在本主机上用ping命令访问另一台主机

在本主机的命令窗口输入：

4．停止数据包捕捉

5．查看捕获的数据包

（1）在Ethereal中查看ping产生的IP、ICMP数据。

（2）查看IP各个分组中的头部长度、总长度、协议（protocol）字段、序号（identification）、TTL值、flags及offset等字段。

注意序号、TTL等的变化。

（3）查看ICMP报文中的类型（type）、代码（code）、identification以及sequencenumber等字段。

注意上述序号和IP分组中的实际序号不同。

（4）保存捕获结果。

6．捕捉ping一个不存在的主机100.0.0.1时产生的数据包

（1）设置包捕捉过滤器为“icmp”。

（2）开始捕捉

（3）在本主机的命令窗口上输入：

ping100.0.0.1

（4）停止数据包捕捉

点击Ethereal的捕捉窗口中的“Stop”按钮。

（5）查看捕获的数据包

观察当主机不存在时ICMP的Echo请求和返回的报文。

（6）保存有关结果

7．观察IP分段

（3）在本主机的命令窗口下输入：

ping–l5000192.168.0.1

其中，-l是指echo请求时发送数据大小，默认为32字节。

此处选择5000个字节（注意，以太网帧的数据最大为1500）。

观察一个大的IP分组分解成的多个小段。

观察这些的序号、flags、offset、checksum等字段。

1．记录ping命令中产生的IP分组结构。

2．记录ping命令中产生的ICMP报文结构（包括echo请求及echo应答）。

3．记录实验中大的IP分组分段结构。

六、思考

1．IP分组中TTL字段是什么意思，有何作用？

利用Ethereal观察ping互联网上一台主机时TTL字段如何变化？

TTL是IP协议包中的一个值，它告诉网络，数据包在网络中的时间是否太长而应被丢弃。

有很多原因使包在一定时间内不能被传递到目的地。

解决方法就是在一段时间后丢弃这个包，然后给发送者一个报文，由发送者决定是否要重发。

TTL的初值通常是系统缺省值，是包头中的8位的域。

TTL的最初设想是确定一个时间范围，超过此时间就把包丢弃。

由于每个路由器都至少要把TTL域减一，TTL通常表示包在被丢弃前最多能经过的路由器个数。

当记数到0时，路由器决定丢弃该包，并发送一个ICMP报文给最初的发送者。

Ping互联网上的一台主机时，每经过一个路由器TTL减1。

2．IP分组最大有多大？

为什么在一个具有小的MUT链路层上传输大的IP分组要分段？

IP分组中哪些字段与分段有关？

接收方如何确定哪些分段属于同一个IP分组？

分组中的校验和是整个段的还是整个IP分组的？

IP分组最大1500字节。

IP分组中标志（flag）（包括MF，DF），片偏移字段与分段有关。

接收方通过IP数据报的标识（identification）字段确定同一个分组。

分组中的校验和是ip分组的。

3．IP协议能保证接收方收到发送方所有的IP分组吗？

不能，因为IP协议不提供可靠传输。

4．ping命令中主要发送了哪些ICMP报文？

答：

EchoRequest（类型8）。

5．主机不存在时ICMP的echo请求中返回的报文是谁产生的？

答:

路由器。