北邮 计算机网络实验 网络层数据分组捕获

计算机网络课程设计

实验二：网络层数据分组的捕获和解析

1、 实验类别

协议分析型

2、 实验内容和实验目的

本次实验内容：

1） 捕获在连接Internet过程中产生的网络层分组：DHCP分组，ARP分组，IP数据分

组，ICMP分组。

2） 分析各种分组的格式，说明各种分组在建立网络连接过程中的作用。 3） 分析IP数据分组分片的结构 实验目的：

通过本次实验了解计算机上网的工作过程，学习各种网络层分组的格式及其作用，理解长度大于1500字节IP数据组分片传输的结构。

4）分析TCP建立连接，拆除连接和数据通信的流程。 3、 实验学时

4学时

4、 实验组人数

1人

5、 实验设备环境

1台装有Windows XP操作系统的pc机，能够连接到Internet，并安装WireShark 软件。 6、 学习难点

重点分析网络层分组的格式，掌握各种分组在网络通信中的应用，了解整个上网的工作过程。发送ICMP分组，并分析其结构和功能。制作长度大于1500字节的IP数据分组，发送并分析其分片传输的过程。 7、 实验步骤

1、启动计算机，连接网络确保能够上网，安装WireShark软件。

2、第一步：开启WirkShark监控，设置捕获过滤器，仅捕获UDP报文 Capture ==>Interfrace==>选中所用网卡==>点击Start

第二步：设置WirkShark显示过滤器，在工作画面Filter设置udp.port==68,这

样在捕获的报文中，仅显示UDP端口号68的报文（DHCP报文）

第三步：在DOS窗口执行命令ipconfig/release先释放已经申请的IP地址，再执

行ipconfig/renew，就可以在WireShark上看到DHCP的四次握手获得IP地址，缺省路由DNS等参数的过程。

第四步：重新设置WireShark的捕获选项和显示选项（这些选项的设置方法可以参

照软件自带手册）。执行一个ping命令，观察ARP和PING命令的执行过程。

关于捕获过滤器的手册：Help==>Contents，找到4.9节：Filtering while capturing 关于显示过滤器的手册：Help==>Contents，找到6.3节：Filtering packets while viewing

3、分析数据分组的分片传输过程

制作大于8000字节的IP数据分组并发送，捕获后分析其分片传输的分组结构。 使用Windows中ping命令的-l选项，例如： ping -l 8000 192.168.0.1 4、分析TCP通信过程

WireShark的Filter项 填为tcp.port==21 (仅观察FTP的TCP通信，FTP端口号为21)。捕获所有下面通信过程的TCP报文进行分析。

1) 观察TCP建立连接的三次握手和粗暴方式拆除连接的流程。 执行命令ftp ftp.pku.edu.cn

连接建立后直接按下Ctrl-C中止程序运行。

2) 观察TCP建立连接的三次握手，数据通信和优雅方式拆除连接的流程。 执行命令ftp ftp.pku.edu.cn 用户名输入anonymous 口令输入a@b

执行成功后输入命令bye

3) (选作)执行下面的操作，观察TCP连接断开的流程与2）有何区别。 执行命令ftp ftp.bupt.edu.cn 用户名输入anonymous 口令输入a@b

执行成功后输入命令bye

8、 实验分析

捕获ICMP 协议数据

1. 运行 ping 命令（例如：c> ping 192.168.0.1），远程主机地址可以是本机地址、网关路由器地

址，也可以是域名（如www.bupt.edu.cn）。将捕获到的数据保存为文件。 2. 使用 Windows 中ping 命令的-l 选项（例如：c>ping -l 8000 192.168.0.1），制作大于8000 字

节的IP 包并发送，捕获后分析其分段传输的包结构。

捕获 DHCP 协议数据

1. 使用 ipconfig 命令释放计算机的IP 地址（c>ipconfig -release）； 2. 使用 ipconfig 命令重新申请IP 地址（c>ipconfig -renew）。 此时 wireshark 窗口中可以捕获到完整的DHCP 地址分配的流程，将捕获到的数据保存为文件。

捕获 ARP 协议数据

采用与捕获 DHCP 协议数据相同的方法释放IP 地址并重新申请，在wireshark 窗口中可以捕获到ARP 请求和响应消息，保存为文件。

捕获 TCP 协议数据

打开浏览器，输入一个页面内容较简单网页URL，如www.http://www.china-audit.com/；网页全部显示后关 闭浏览器。

9、实验结果

1） 捕获DHCP分组

Encode分析如下：

由捕获的数据包可见，其IP头部的目的域地址为ff ff ff ff，即表明该包围一个广播包，同时可以看到其源地址为00 00 00 00。根据DHCP的数据包部分的译码输出，我们可以得到Boot Record type域为1（表明是申请IP地址），以及硬件地址类型和硬件地址长度等等信息，并且最终申请的IP地址为59.64.192.184。之后可以看到网关会发来一个DHCP ACK数据包，用来确认IP地址的分配（由于版面所限，未添加相应截图）

2） 捕获IP数据分组：

IP分组格式为：

分析IP数据分组：