TCPIP实验指导书

淮海工学院计算机工程学院实验指导书课程名：TCP/IP与网络互联开课系：网络工程系编写：张占强日期：2014年8月实验一网络层协议分析实验一、实验目的与要求通过本实验，学生能够利用协议编辑器对常用网络层协议IP、ARP、ICMP进行编辑，掌握其报文格式及各字段的含义，并利用协议分析器对数据包进行捕获、分析，进而掌握上述各协议的工作原理。二、实验内容1、利用协议编辑器编辑ARP协议数据包，并使用协议分析器捕获并分析；2、利用协议编辑器编辑ICMP协议数据包，并使用协议分析器捕获并分析；三、实验步骤1、打开协议编辑器，利用协议编辑器编辑ARP协议数据包，其各字段内容如图1-1所示；图1-1编辑ARP协议数据包2、打开协议分析器，在协议分析器中定义过滤器，为捕获ARP数据包做准备，如图1-2所示；图1-2定义协议过滤器3、执行协议分析器的捕包功能，对ARP数据包进行捕获；4、在协议编辑器中发送已编辑好的ARP数据包，发送结束后，停止协议分析器的捕包功能，并查看并分析所捕获到的ARP协议数据包，如图1-3所示；图1-3查看并分析ARP协议数据包5、利用协议编辑器编辑ICMP协议数据包，其各字段内容如图1-4所示，并对IP首部相关字段进行编辑或填充；图1-4编辑ICMP协议数据包6、在协议分析器中定义过滤器，为捕获ICMP数据包做准备，如图1-5所示；图1-5定义协议过滤器7、启动协议分析器对ICMP数据包进行捕获，查看并分析所捕获到的ICMP协议数据包，分析其各字段的含义。如图1-6、图1-7所示；图1-6查看ICMP协议请求数据包图1-7查看ICMP协议应答数据包实验二运输层应用层协议分析实验一、实验目的与要求通过本实验，学生能够熟悉常用应用层协议的应用，利用协议分析器对相关数据包进行捕获、分析，掌握运输层协议UDP及TCP的格式及其各字段的含义，掌握UDP及TCP的区别与联系，并在此基础上掌握常用应用层协议的工作原理。二、实验内容1、访问FTP服务器，使用协议分析器捕获相关数据包，掌握TCP的连接、数据传输、关闭连接的过程，掌握FTP的工作原理及报文格式；2、访问DNS服务器，使用协议分析器捕获相关数据包，掌握UDP的特点分析其首部字段，掌握DNS的报文格式及工作原理。三、实验步骤1、在服务器上启动FTP服务，在服务器上创建用户名及密码。在学生机上访问FTP服务器，并上传、下载文件。使用协议分析器捕获相关数据包并分析，掌握TCP的连接、数据传输、关闭连接的过程。1）虚拟机中创建用户并设置密码，并启动vsftp服务如图2-1所示；图2-1创建FTP用户并启动FTP服务2）在学生机上访问FTP服务器，并登录，如图2-2所示。图2-2登录FTP服务器3）在本地创建一文件，上传至FTP服务器。然后FTP服务器下载文件至本地，如图2-3所示。图2-3执行FTP服务器的上传下载功能4）在此过程中，设置协议分析器的过滤器，捕获FTP服务的工作过程，如图2-4所示。图2-4定义过滤器5）分析所捕获数据包，要求分析TCP的连接过程、关闭连接的过程、FTP的控制连接、数据连接，其界面如图2-5所示。图2-5协议分析仪工作界面2、访问DNS服务器，使用协议分析器捕获相关数据包。1）打开浏览器，使用域名访问某网站，如图2-6所示。图2-6使用域名访问网站2）事先在协议分析仪中，设置过滤器，为捕获DNS数据包做准备，如图2-7所示。图2-7设置协议分析仪过滤器2）在浏览网站的时候，开始捕包，分析捕获的数据包，并对DNS数据包进行分析，界面如图2-8所示，DNS数据包如图2-9所示。图2-8协议分析仪捕获DNS数据包界面图2-9DNS数据包实验三网络协议分析仪使用实验一、实验目的与要求通过本实验，学生应学会网络协议分析仪的安装与应用，并能利用其捕获所需的网络数据包，分析各层数据包，进而分析和验证网络协议的运行原理。二、实验内容1、把FLUKE协议分析仪正确接入网中。2、在主机上执行OPV软件。3、设置捕获条件进行捕包。4、利用专家系统对其进行分析。三、实验步骤1、把协议分析仪正确接入网中。2、启动OPV软件，其界面如图3-1所示。图3-1OPV界面3、设置过滤器，捕获ICMP数据包，并启动捕获。4、在网络执行ping命令，利用OPV捕获ICMP数据包，利用专家系统分析ICMP数据包。ICMP数据包如图3-2所示。图3-2ICMP报文5、设置OPV过滤器，捕获HTTP数据包，并利用专家系统对其分析，如图3-3至图3-5所示图3-3HTTP的IP报头分析图3-4HTTP的TCP报头分析图3-5HTTP报文数据实验四IPv6实验一、实验目的与要求通过本实验，学生应掌握IPv6的地址类型及其不同的应用场合，掌握IPv6的DNS的查询过程，掌握访问IPv6WEB、FTP服务器的方法。二、实验内容1、实现无状态地址自动配置2、在不同的场合使用各种单播地址3、实现IPv6DNS正向查询4、实现IPv6DNS反向查询5、在IPv6环境下访问WEB服务器6、在IPv6环境下访问FTP服务器三、实验步骤1、无状态地址自动配置各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。本练习每台主机为一组。现仅以主机A所在组为例，其它组的操作参考主机A所在组的操作。注：下面实验中涉及全球单播地址的实验内容需要在学校IPv6网络环境支持下进行，学校需要将中心设备连接到学校IPv6网络环境中才可以使用全球单播地址进行实验，如学校不具备IPv6网络环境，关于全球单播地址的验证可以不做。1）启动协议分析器并开始捕获数据（不设置任何过滤条件）。2）重起IPv6协议栈。方法：在命令行方式下，输入命令：netshintipv6resetnetshintipv6renew3）察看生成的地址、路由信息。在命令行下，输入命令“ipconfig”。●找出物理接口（Ethernetadapter），根据该接口信息找出IPv6地址并填写表4-1：表4-1实验结果在命令行下，输入命令“netshintipv6showrou”。●路由表中有哪些条目？这些条目是怎样产生的？4）停止数据捕获分析数据，并回答下面的问题：●在“路由器发现”会话下，进入按该主机的链路本地地址分类的会话，路由器公告报文中有哪几种选项类型？各自的作用是什么？路由器发现在自动地址配置过程中的作用是什么？●在“重复地址检测”会话分析中，有哪些地址进行地址检测？是否收到邻节点公告报文？重复地址检测在自动地址配置过程中的作用是什么？●在“多播侦听发现”会话分析中，进入该会话的是哪种类型的报文？它在自动地址配置过程中的作用是什么？5）由上面的分析结果，绘制出无状态自动配置的数据交互图。2、进一步理解不同单播地址的使用场合本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以主机A、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作。注：下面实验中涉及全球单播地址的实验内容需要在学校IPv6网络环境支持下进行，学校需要将中心设备连接到学校IPv6网络环境中才可以使用全球单播地址进行实验，如学校不具备IPv6网络环境，关于全球单播地址的验证可以不做。1）主机B启动协议分析器并开始捕获数据。2）主机A按表4-2进行操作并填写实验结果：表4-2实验结果3）主机B停止数据捕获，并分析捕获的数据：在ICMPv6信息报文中的“回送请求/应答”会话中，依次察看主机A的每次ping过程。在每次ping的过程中，请求、应答报文的源IP、目的IP各是什么？是哪种类型的IPv6地址？4）主机B启动协议分析器并开始捕获数据。5）主机A使用“TCP工具”，访问IPv6站点。（1）运行“TCP工具”应用程序（实验平台工具栏中的TCP工具）。（2）对TCP工具进行设置：类型选择客户端、地址为2001:da8:b000:2::16（吉林大学IPv6HTTP服务器地址）、端口为80，如图4-1所示，点击［连接］按钮，再点击[断开]按钮，并关闭“TCP工具-IPv6”应用程序。（本步骤中用到的全球单播地址需要学校网络连接到IPv6公网，如果学校没有该条件，此地址的测试可以不做。）图4-1TCP工具-IPv6的设置6）主机B停止数据捕获，并分析捕获的数据：在“http会话”中，第一个报文中的源IP、目的IP各是什么？是哪种类型的IPv6地址？7）将图3-5中的地址改为fec0::1:200:a:b:c（服务器地址），重复4）-6）的步骤。8）结合实验一中练习二的实验结果和本练习的实验结果，说明链路本地地址、站点本地地址、全球单播地址各自的使用场合。3、IPV6DNS1）IPv6DNS正向查询各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。本练习每台主机为一组。现仅以主机A所在组为例，其它组的操作参考主机A所在组的操作。（1）删除IPv6默认DNS（在命令行执行“netshintipv6deldns物理接口名all”）。（2）添加IPv6默认DNS（在命令行执行“netshintipv6adddns物理接口名fec0::1:200:a:b:cindex=1”）。（3）重启DNS客户端（依次单击“开始”和“控制面板”，双击“管理工具”，再双击“服务”，找到“DNSClient”，单击右键/重新启动）。（4）清空DNS高速缓存（在命令行下执行“ipconfig/flushdns”)。（5）启动协议分析器并开始捕获数据。（6）测试IPv6DNS（在命令行下执行“pingDNSserver.netlab6”）。（7）显示DNS高速缓存（执行“ipconfig/displaydns”命令），在缓存中找到服务器的域名所对应的记录。●记录中有哪些表项，有何意义。（8）停止数据捕获，分析所捕获的数据：进入“DNS会话”，察看query报文。●在该报文中，含有几个“域标记”字段，各是什么？“查询类型”字段为______，该字段的意义是什么？进入“DNS会话”，察看OK报文。●在该报文中，字段“IPv6源地址”为______________________，该地址是服务器的IP地址吗？（9）由以上步骤的操作及实验结果，说明IPv6DNS正向查询的过程。2）IPv6DNS反向查询本练习每台主机为一组。现仅以主机A、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作。（1）主机A启动协议编辑器。（2）在主机A上，编辑IPv6DNS反向查询请求数据包：MAC层：源MAC：主机A的MAC地址目的MAC：服务器的MAC地址协议类型：IPv6协议IPv6层：源IP：主机A的链路本地地址目的IP：服务器的链路本地地址有效载荷长度：97下一个报头：17跳限制：64UDP层：源端口：1026目的端口：53有效载荷长度：97校验和：（填完DNS层后再填写该字段值）使用手工计算方法（或自动计算方法）计算后填入DNS层：标识：19404标志：0100问题记录数：1应答记录数：0授权记录数：0附加记录数：0添加问题记录信息：域名循环体：点击右边按钮[B]，追加块。按格式要求填写服务器反向域域名（IPv6地址的逆向表示.ip6.int）。服务器站点本地地址为：fec0::1:200:a:b:c，则它的反向域为c.0.0.0.b.0.0.0.a.0.0.0.0.0.2.0.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.c.e.f.ip6.int.。这需要追加34个块，其中最后一个块“长度”字段为0。其它数据按照格式填写，例如：在第一块的“长度”字段中输入1，“域标记”输入c，依次类推。“域标记”输入值的长度由“长度”字段控制。如图4-2所示：图4-2添加问题记录信息查询类型：255查询类别：1（3）主机B启动协议分析器并开始捕获数据。（4）发送主机A编辑好的数据包（发送次数为1）。（5）主机B停止数据捕