实验四 TCP协议分析

实验5 IP 协议分析实验

一、 实验目的

使用 Ping 命令在两台计算机之间发送数据报，用Ethereal 截获数据报，分析IP 数据报的格式，理解IP V4 地址的编址方法，加深对IP 协议的理解。

二、 实验内容及要求

1. 相关知识点介绍

IP 报文格式： IP 报文由报头和数据两部分组成，如图1所示：

图1 IP 报文格式

其中主要字段的意义和功能如下：

* 版本：指IP 协议的版本；

* 头长：是指IP 数据报的报头长度，它以4 字节为单位。IP 报头长度至少为 20 字节，如果选项部分不是4 字节的整数倍时，由填充补齐；

* 总长度：为整个IP 数据报的长度；

* 服务类型：规定对数据报的处理方式；

* 标识：是IP 协议赋予数据报的标志，用于目的主机确定数据分片属于哪个报文；

* 标志：为三个比特，其中只有低两位有效，这两位分别表示该数据报文能否分段和是

否该分段是否为源报文的最后一个分段；

* 生存周期：为数据报在网络中的生存时间，报文每经过一个路由器时，其值减 1，7当生存周期变为 0 时，丢弃该报文；从而防止网络中出现循环路由；

* 协议：指IP 数据部分是由哪一种协议发送的； * 校验和：只对IP 报头的头部进行校验，保证头部的完整性；

* 源IP 地址和目的IP 地址：分别指发送和接收数据报的主机的IP 地址。

（3）IP 数据报的传输过程

在互联网中，IP 数据报根据其目的地址不同，经过的路径和投递次数也不同。当一台主机要发送 IP 数据报时，主机将待发送数据报的目的地址和自己的子网掩码按位 “与”，判断其结果是否与其所在网络的网络地址相同，若相同，则将数据报直接投递给目的主机，否则，将其投递给下一跳路由器。

路由器转发数据报的过程如下：

① 当路由器收到一个数据报文时，对和该路由器直接相连的网络逐个进行检查，即用目的地址和每个网络的子网掩码按位 “与”，若与某网络的网地址相匹配，则直接投递；否则，执行2。

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1

计算机网络实验指导书

-TCP协议分析及应用层命令实验

指导教师：韩家伟 孙玉钰

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2 实验4 TCP报文段分析及应用层命令实验

1．实验目的

1．掌握使用IRIS工具对TCP与UDP协议进行抓包分析的方法。

2．掌握TCP协议的报文格式及其优缺点。

3．熟悉应用层命令。

2．实验设备与环境

1．Iris网络分析软件

2．网络数据包捕获

3．捕获TCP报文段并分析

（一）实验内容

1．启动网络嗅探工具，设置好过滤条件，捕获UDP用户数据报和TCP报文段。

2．分析UDP与TCP协议。

（二）TCP协议实验指导

传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)是一种可靠的面向连接的传送协议。它在传送数据时是分段进行的，主机之间交换数据必须建立一个会话。它用比特流通信，即数据被作为无结构的字节流。通过每个TCP传输的字段指定顺序号，以获得可靠性。它是在OSI参考模型的第4层，TCP是使用IP的网际间互联功能而提供可靠的数据传输，IP不停地把报文放到网络上，而TCP负责确信报文到达。在协同IP的操作中TCP负责握手过程、报文管理、流量控制、错误检测和处理(控制)，并根据一定的编号顺序对非正常顺序的报文给予重新排列顺序。

TCP是面向连接的协议。在面向连接的环境中，开始传输数据之前，在两个终端之间必须先建立一个连接。对于一个要建立的连接，通信双方必须用彼此的初始化序列号seq和来自对方成功传输确认的应答号ack(指明希望收到的下一个八位组的编号)来同步，习惯上将同步信号写为SYN，应答信号写为ACK。 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库

3 整个同步的过程称为三次握手，如图4-1所示。

图4-1 TCP连接的建立

对于一个已经建立的连接，TCP使用四次握手来结束通话（使用一个带有FIN附加标记的报文段）。 如图4-2所示。

北京工业大学

计算机学院

实验报告

课程名称 TCP\IP协议分析

学 号

姓 名

网络协议分析实验

一、实验目的

通过使用协议分析软件，对通信系统的通信过程进行监控、分析，以了解通信协议的工作过程。

二、实验内容

利用协议分析软件（如：Wireshark）跟踪局域网报文（如条件允许也可跟踪多种局域网协议报文），实验内容如下：

将安装协议分析软件的PC接入以太网中，跟踪PC之间的报文，并存入文件以备重新查。

设置过滤器过滤网络报文以检测特定数据流。

利用协议分析软件的统计工具显示网络报文的各种统计信息。

三、实验步骤

1、在PＣ中安装协议分析软件（如：Wireshark）。具体安装过程详见附录：Wireshark用户指南。

2、启动Wireshark协议分析软件，选择抓包菜单项启动实时监视器，开始实时跟踪显示网络数据报文。可根据系统提示修改显示方式，详见附录：Wireshark用户指南。

3、调出跟踪存储的历史报文，选择有代表性的ETHERNET，IEEE802.3，IP，ICMP，TCP，UDP报文，对照有关协议逐个分析报文各字段的含义及内容。

EHERNET报文格式

DSTADDR SRCADDR TYPE INFO

6字节 6字节 2字节

最大长度1518字节

IEEE802.3报文格式

DSTADDR SRCADDR LEN DSAP SSAP CONTROL INFO

6字节 6字节 2字节 1字节 1字节 1/2字节 信息

最大长度1518字节

IP报文格式 VERSION IHL TOS TOTAL LENGTN

IDENTIFICATION FLAGS FRAGMENT OFFSET

TTL PROTOWT HEADER CHECLCSUM

SOWRCE ADDRESS

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1 实验四 SnifferPro数据包捕获与协议分析

一. 实验目的

1. 了解Sniffer的工作原理。

2. 掌握SnifferPro工具软件的基本使用方法。

3. 掌握在交换以太网环境下侦测、记录、分析数据包的方法。

二、实验原理

数据在网络上是以很小的被称为“帧”或“包”的协议数据单元（PDU）方式传输的。以数据链路层的“帧”为例，“帧”由多个部分组成，不同的部分对应不同的信息以实现相应的功能，例如，以太网帧的前12个字节存放的是源MAC地址和目的MAC地址，这些数据告诉网络该帧的来源和去处，其余部分存放实际用户数据、高层协议的报头如TCP／IP的报头或IPX报头等等。帧的类型与格式根据通信双方的数据链路层所使用的协议来确定，由网络驱动程序按照一定规则生成，然后通过网络接口卡发送到网络中，通过网络传送到它们的目的主机。目的主机按照同样的通信协议执行相应的接收过程。接收端机器的网络接口卡一旦捕获到这些帧，会告诉操作系统有新的帧到达，然后对其进行校验及存储等处理。

在正常情况下，网络接口卡读入一帧并进行检查，如果帧中携带的目的MAC地址和自己的物理地址一致或者是广播地址，网络接口卡通过产生一个硬件中断引起操作系统注意，然后将帧中所包含的数据传送给系统进一步处理，否则就将这个帧丢弃。

如果网络中某个网络接口卡被设置成“混杂”状态，网络中的数据帧无论是广播数据帧还是发向某一指定地址的数据帧，该网络接口卡将接收所有在网络中传输的帧，这就形成了监听。如果某一台主机被设置成这种监听（Snfffing）模式，它就成了一个Sniffer。

一般来说，以太网和无线网被监听的可能性比较高，因为它们是一个广播型的网络，当然无线网弥散在空中的无线电信号能更轻易地截获。

三、 实验内容及要求

要求：本实验在虚拟机中安装SnifferPro4.7版本，要求虚拟机开启FTP、Web、Telnet等服务，即虚拟机充当服务器，物理机充当工作站。物理机通过Ping命令、FTP访问及网页访问等操作实验网络数据帧的传递。