福建农林大学计算机与信息学院
实验报告
2015年10 月27 日
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实验报告
系：计算机科学专业：计算机科学与技术年级：
姓名：学号：实验室号：计算机号：实验日期：2015 年10 月27 日指导教师签字：成绩：报告退发(订正、重做)
实验三网络监听实验（二）
一、实验目的
1、熟悉IP地址与MAC地址的概念
2、理解ARP协议及ICMP协议原理
3、了解TELNET应用
二、实验原理
1、IP地址与MAC地址、ARP协议
数据链路层使用物理地址（即MAC地址），网络层使用IP地址，当数据包在网络层和数据链路层之间传输时，需要进行MAC地址和IP地址的转换。ARP协议的功能是实现IP 地址到MAC地址的转换。
每个主机都设有一个ARP高速缓存，操作系统通常会将从网络中得到的IP地址和MAC 地址的映射关系存放在本机的高速缓存中，使用arp命令，可以查看、添加和删除高速缓冲区中的ARP表项。
在Windows操作系统中，高速缓存中的ARP表项可以包含动态和静态表项，动态表项随时间推移自动添加和删除，而静态表项则一直保留在高速缓存中，直到人为删除或重启计算机。
2、ICMP协议
ICMP协议是配合IP协议使用的网络层协议，它的报文不是直接传送到数据链路层，而是封装成IP数据报后再传送到数据链路层。
分组网间探测PING是ICMP协议的一个重要应用，它使用ICMP回送请求与回送应答报文，用来测试两个主机之间的连通性。命令格式为：ping 目的IP地址。
ICMP回送请求与回送应答报文格式如下：
说明：类型为8---回送请求，为0---回送应答TRACERT程序是ICMP协议的另一个应用，命令格式为：tracert 目的地址。
Tracert从源主机向目的主机发送一连串的IP数据报P1，P1的TTL设置为1，当它到达路径上的第一个路由器R1时，R1先收下它，把P1的TTL值减1，变成0，R1丢弃P1，并向源主机发送一个ICMP超时差错报告报文。源主机接着又发送第二个TTL值为2的IP 数据报P2，路径上的第一个路由器把P2的TTL值减小1，当P2到达路径上第二个路由器时，第二个路由器把P2丢弃，并向源主机发送一个ICMP超时差错报告报文。如此继续，最后一个IP数据报到达目的主机时，目的主机和源主机间发送ICMP回送请求与回送应答报文。
路径上的这些路由器和目的主机向源主机发送的ICMP报文告诉源主机，到达目的主机所经过的路由器的IP地址及往返时间。
3、远程终端协议TELNET
Telnet协议基于TCP协议，默认端口号为23。应用Telnet协议能够把本地用户所使用的计算机变成远程主机系统的一个终端。
Telnet远程登录服务分为以下4个过程：
1）本地与远程主机建立连接。该过程实际上是建立一个TCP连接，用户必须知道远程主机的Ip地址或域名；
2）将本地终端上输入的用户名和口令及以后输入的任何命令或字符以NVT（Net Virtual Terminal）格式传送到远程主机。该过程实际上是从本地主机向远程主机发送一个IP数据报；
3）将远程主机输出的NVT格式的数据转化为本地所接受的格式送回本地终端，包括输入命令回显和命令执行结果；
4）最后，本地终端对远程主机进行撤消连接。该过程是撤销一个TCP连接。
本次上机建议采用WireShark软件（网络协议分析器）。
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三、实验步骤
1、查看本机IP地址与MAC地址
在命令行中输入命令：ipconfig /all ，记录显示结果
2、操作本机高速缓存中的ARP表
（1）查看高速缓存中的ARP表
查看命令：arp -a
ARP表项在没有进行手工配置前，通常都是动态ARP表项，所以不同时间运行arp –a 命令，运行结果也不大相同。
运行arp –a命令，查看运行结果。
运行WireShark软件，选择capture---options，在capture filter文本框中输入：arp and host 本机IP地址，例如：arp and host 192.168.0.101，这个过滤条件的意思是指只监听进出主机192.168.0.101的arp数据包。点击start开始监听。
用ping命令去ping局域网中的其它主机B（192.168.0.100），且主机B的IP地址不在本机的ARP高速缓存中。WireShark中开始监听到数据包，当没有数据包到来后，停止监听并保存监听记录为5-1.pcap。示例监听结果如下图：
对监听到的数据进行分析：结合arp协议工作原理对监听记录进行分析；选择第一条监听记录，分析ARP报文格式。
再次用命令arp -a查看ARP表项的变化情况。
此时，在WireShark中设置capture filter为：host 192.168.0.101 and arp or icmp。点击start 按钮进行监听。
用ping命令再去ping主机B，保存监听记录为5-2.pcap。
对监听结果进行分析：结合ICMP协议的工作原理对监听记录进行分析；选择一条监听记录，分析IP报文和ICMP询问报文的格式；查看ICMP询问报文的数据部分。
与上一次监听结果进行比较，两次监听结果的不同说明了什么问题？
隔2分钟后，再次使用arp –a，记录ARP表项的变化情况，并分析原因。
用ping命令去ping局域网中的一台没有开机的主机（192.168.0.123），再查看ARP表。保存监听记录为5-3.pcap
（2）添加ARP静态表项
命令：arp –s IP地址MAC地址
把第（1）步中找到的一个合法IP地址（如：192.168.0.93）和对应MAC地址添加进ARP 表中，命令为：arp –s 192.168.0.93 00-C0-9F-FF-E9-E5。
查看ARP表项，可发现增加了一个类型为static的表项；
隔2分钟后，再次使用arp –a，看看static表项是否存在。
