计算机网络实验

计算机网络实验报告书姓名：学号：班级：学院：目录实验一以太网链路层帧格式分析.................................................................................................5实验二IP地址分类与IP数据包的组成........................................................................................9实验三ARP地址解析协议..........................................................................................................18实验四ICMP互连控制报文协议.................................................................................................24实验五UDP用户数据报协议......................................................................................................29实验六TCP传输控制协议..........................................................................................................32实验七HTTP超文本传输协议....................................................................................................39实验一以太网链路层帧格式分析实验目的1、分析EthernetV2标准规定的MAC层帧结构，了解IEEE802.3标准规定的MAC层帧结构和TCP/IP的主要协议和协议的层次结构；2、掌握网络协议分析软件的基本使用方法；3、掌握网络协议编辑软件的基本使用方法。实验学时3学时实验类型验证型实验内容1、学习网络协议编辑软件的各组成部分及其功能；2、学习网络协议分析软件的各组成部分及其功能；3、学会使用网络协议编辑软件编辑以太网数据包；4、理解MAC地址的作用；5、理解MAC首部中的LLC—PDU长度/类型字段的功能；6、学会观察并分析地址本中的MAC地址。实验流程实验环境局域网环境，1台PC机。实验原理详见理论教材。实验步骤步骤1：运行ipconfig命令1、在Windows的命令提示符界面中输入命令：ipconfig/all，会显示本机的网络信息：2、观察运行结果，获得本机的以太网地址。步骤2：编辑LLC信息帧并发送1、打开协议编辑软件，在工具栏选择“添加”，会弹出“协议模版”的对话框，如图所示，在“选择生成的网络包”下拉列表中选择“LLC协议模版”，建立一个LLC帧；添加一个数据包2、在“协议模版”对话框中点击“确定”按钮后，会出现新建立的数据帧，此时在协议编辑软件的各部分会显示出该帧的信息。如图所示：新建的LLC帧数据包列表区中显示：新帧的序号(为0)、概要信息；协议树中显示以太网MAC层协议；数据包编辑区中显示新帧各字段的默认值；十六进制显示区中显示新帧对应的十六进制信息。3、编辑LLC帧在数据包编辑区中编辑该帧；具体步骤为：编辑LLC帧填写“目的物理地址”字段；方法一：手工填写。方法二：选择”地址本”中主机B的IP地址，确定后即可填入主机B的MAC地址；填写“源物理地址”字段，方法同上，此处为了提示这是一个在协议编辑软件中编辑的帧，填入一个不存在的源物理地址；注意：协议编辑软件可以编辑本机发送的MAC帧，也可以编辑另一台主机发送MAC帧，所以，源物理地址字段可以填写本机MAC地址，也可以填写其他主机的物理地址。但要注意网络协议分析软件中过滤器的设置，否则会捕获不到数据包。协议树中会显示LLC；其中的目标服务访问点和源服务访问点，可以不变。LLC的控制字段内容不需改变，因此最低位为零（传输时的第一位），表示信息帧。发送数据包4、数据包编辑区与十六进制显示区是联动的，选中数据包编辑区中的某一字段，该字段对应的十六进制值会相应地改变颜色，观察十六进制显示区中该帧的信息。5、点击工具栏或菜单栏中的“发送”，在弹出的“发送数据包”对话框上选中“循环发送”，填入发送次数，选择“开始”按钮，即可按照预定的数目发送该帧。在本例中，选择发送10次，如上图所示。6、在主机B的网络协议分析软件一端，点击工具栏内的“开始”按钮，对数据帧进行捕获，按“结束”按钮停止捕获。捕获到的数据帧会显示在页面中，可以选择两种视图对捕获到的数据帧进行分析，会话视图和协议视图，如图所示的会话视图可以清楚的看到捕获数据包的分类统计结果：捕获数据包——会话视图从中可以看出，刚才编辑发送的10个数据帧已经全部被捕获到了。该数据帧的源MAC地址是：00-58-4C-5D-1C-13，目的MAC地址是00-58-4C-5F-18-5A（即主机B），数据帧总长度21字节，包括14字节的以太网帧头，3字节的LLC首部。LLC首部中，目标服务访问点和源服务访问点，以及控制字段的值均为0。协议视图中，则可以方便的看到数据帧内详细的十六进制数据内容。步骤3：编辑LLC监控帧和无编号帧，并发送和捕获1、编辑帧的步骤同步骤二，只是修改LLCPDU的控制字段。2、编辑监控帧，注意LLC首部的控制字段值为0x01。3、编辑无编号帧，注意LLC首部的控制字段值为0x03。4、在监测端捕获数据包，确定是否是监控帧和无编号帧：监控帧无编号帧监控帧和无编号帧步骤4：捕获数据帧并分析1、启动网络协议分析软件在网络内进行捕获，获得若干以太网帧。2、对其中的5-10个帧的以太网首部进行观察和分析，分析的内容为：源物理地址、目的物理地址、上层协议类型。思考问题结合实验过程中的实验结果，回答下列问题：1、在网络的分层体系结构中，MAC层的作用是什么？答：MAC（MediaAccessControl,介质访问控制）地址是识别LAN（局域网）节点的标识。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM（一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写），它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。是全球独一无二的一个地址,由42个二进制数字组成,一般用12个十六进制数字来写,前六位是固定的厂商ID,后6位就代表地址了,MAC地址跟IP地址一样可以改,只是在联网的时候不能跟其它的有重复,否则就会造成冲突,上不了网.形象的说，MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。MAC地址使一个网段上的所有设备都可以互相引用。在网络层中，根据MAC地址来识别通信数据属于哪个设备，因为MAC地址被合并在大块大块的信息包中。2、为什么IEEE802标准将数据链路层分割为MAC子层和LLC子层？答：目前在LAN协议中所用到的数据链路控制部分都是基于HDLC协议的，然而每一种的协议都根据自己的技术需要对HDLC进行了适当的修改，以满足自己的特殊需求。由于HDLC并不支持多点平衡配置，这使得在局域网中有引入媒体访问协议的必要性。IEEE将数据链路层划分为两个子层：逻辑链路子层(LLC)和媒体访问控制子层(MAC)。实验二IP地址分类与IP数据包的组成实验目的1、理解IP层的作用以及IP地址的分类方法；2、理解子网的划分和子网掩码的作用；3、掌握IP数据包的组成和网络层的基本功能。实验学时3学时实验类型综合型实验内容1、学会根据IP地址的分类方式区分各类IP地址；2、掌握IP数据报的格式、长度以及各字段的功能；3、学会利用子网掩码确定IP地址的网络号、子网号和主机号；4、学会分析给定数据包的IP首部信息；5、学会手工计算IP校验和的方法。实验流程实验环境局域网环境，1台PC机。实验原理详见理论教材。实验步骤步骤1：查看本机网络状态ipconfig命令在主机中用于查看本机的网络配置，包括主机的IP地址、MAC地址、网关、DNS配置等信息。1、在运行中输入cmd，出现界面后输入ipconfig/all；如图：ipconfig输出信息2、观察运行结果，获得本机的IP地址及子网掩码；从上图中的显示结果中可以看到，ipconfig/all命令输出包括主机名称，节点类型等，以及网络接口上的相关配置。从上图中可以看到网络接口配置为：MAC：00-58-4C-12-C1DHCP：为未启用IP地址：172.20.10.16子网掩码：255.255.0.03、分析本主机属于哪一类IP地址，网络号、子网号和主机号分别是什么。步骤2：利用网络协议分析软件捕获并分析IP数据包1、在本地主机中打开网络协议分析软件，在工具栏中点击“开始”，待一段时间后，点击“结束”。2、在捕获到数据包中，选择IP数据包进行分析，如下图所示。IP数据包分析2、分析捕获到的IP数据包，因此在本实验中，只分析数据的的IP包头部分。版本信息：4，标识此报文为IPv4报文。头部长度：5，标识IP报头长度为5个32比特。在上图中，IP报头最末端为01FF，整个IP包头长度为40字节，共320位。区分服务类型：0，在此报文中不涉及服务质量的区分。总长度：74，表示总长度为74字节。标识：CE86，此数据包没有进行分片。标志：2，二进制为010，表示此数据包不可分片。分段偏移量：0，此数据包没有进行分片。生存时间：128，每经过一个路由器，生存时间减1，当生存时间减小为0时，数据包被丢弃而不被转发。源IP地址：此字段显示了数据包的源地址。目的IP地址：此字段显示了数据包的目的地址。其他：此包头中，没有选项字段，没有填充字段。IP报头之后的部分为IP包中的数据部分。步骤3：利用网络协议编辑软件编辑并发送IP数据包1、在本地主机打开网络协议编辑软件，在工具栏选择“添加”，建立一个IP数据包。2、填写“源物理地址”：可以在地址本中找到本机的MAC地址，然后左键选择，点击“确定”加入地址。3、填写“目的物理地址”：可以在地址本中选择主机B的MAC地址，然后左键选择并单击“确定”加入地址。4、填写“类型或长度”：该字段值为0800。配置完成后，在数据包编辑区中会出现IP层各个字段及其默认值，如下图所示。编辑IP数据包填写IP协议头信息：版本信息：4，IP头长度：5，如果没有选项，IPv4包头长度为20字节，为5个32比特长度。服务类型：00，服务类型(TOS)总长度：该值为IP首部长度加上数据部分的长度：如果没有数据该字段应为20，否则加上数据的长度，此处可以选为40。标识字段：可以采用默认值，或任意值，例如0。标志字段：可以采用默认值。生存时间：可以采用默认值128，即TTL值协议类型：即IP携带的上层协议类型(例如：TCP为6，UDP为17，ICMP为1)：本实验填6，协议分析软件会自动将上层协议设为TCP。首部校验和：先添0，等全部字段填完后再计算。源IP地址：注意，网络协议编辑软件可以编辑本机发送IP数据包，也可以编辑另一台机器发送IP数据包，所以，源IP地址字段可以填写本机IP地址，也可以填写其它机器的IP地址(注意协议分析器的过滤器设置)；目的IP地址：从地址本中选择主机B的主机的IP地址，左键选定，点击确定后”添加”；注意源目的IP地址的配置要与源目的MAC地址相符。当上述各字段值均已填写完毕后，可以计算“校验和”，校验和的计算有两种方法：方法一：手工计算，首先把校验和字段置为0，然后对IP协议头中的每个16比特进行反码求和(整个首部看成是由若干个16比特的字组成)，然后取反，结果即校验和的值。方法二：利用网络协议编辑软件提供的工具计算，左键点击工具栏的“校验和”即可。如果要编辑多个IP数据包，可重复上述步骤。点击工具