哈工大计算机网络实验报告之六

计算机网络课程实验报告实验6：利用Ethereal分析IP、ARP 协议及以太网数据帧格式姓名 杨煜 院系 软件学院 学号 1113710319任课教师 李全龙 指导教师 董福亮实验地点 软件学院三楼机房 实验时间 2013 年 6 月 4 号出勤、表现得分(10)实验课表现操作结果得分(50)实验报告得分(40) 实验总分实验目的：使用 Ethereal 分析 IP 和 arp 协议的工作过程和以太网数据帧格式。认识各个协议层之间的数据封装关系。实验内容：1) 继续学习 Ethereal 的使用；2) 利用 Ethereal 分析太网数据帧、IP 协议和 arp 协议。实验要求：(学生对预习要求的回答) (10 分) 得分：  有哪3类多路访问协议？(3分)答：信道划分协议、随机接入协议和轮流协议。 以太网采用哪种多路访问协议？简述该协议的工作过程，不超过150字。 (3分)以太网采用带冲突检测的载波帧听多路访问(CSMA/CD)机制。1、监听信道上是否有信号在传输。如果有的话，就继续监听。2、若没有监听到任何信号，就传输数据3、传输的时候继续监听，如发现冲突则执行退避算法，随机等待一段时间后，重新执行步骤14、若未发现冲突则发送成功，所有计算机在试图再一次发送数据之前，必须在最近一次发送后等待9.6微秒。 arp协议工作过程，不超过150字。 (4分)答：首先，发送节点构造一个ARP分组，适配器在链路层帧中封装这个ARP分组，用广播地址作为帧的目的地址，并将该帧传输进子网中；然后，所有其他适配器接收到并交给ARP模块，每个节点检查它的IP地址是否与分组中的目的IP匹配，至多一个匹配的节点响应ARP分组；最后查询节点更新ARP 表，并发送 IP数据报。实验过程：利用 Ethereal 分析 IP 协议：(12 分) 得分：通过分析执行 traceroute 程序发送和接收到的 IP 数据包，分析 IP 数据包的各个字段，并详细研究 IP 分片。(1)在你的捕获窗口中，应该能看到由你的主机发出的一系列ICMP Echo Request包和中间路由器返回的一系列ICMP TTL-exceeded 消息。选择第一个你的主机发出的 ICMP Echo Request消息，在packet details窗口展开数据包的 Internet Protocol部分。思考下列问题： IP头有多少字节？该IP数据包的净载为多少字节？并解释你是怎样确定该IP数据包的净载大小的？IP头20字节，该IP数据包的净载为32字节。计算方法:该IP数据包的总字节数(Total length)为56，其中头长(Header length)为20，Flags长为4,所以净载为( 56-20-4)=32字节。(2)单击Source列按钮，这样将对捕获的数据包按源IP地址排序。 选择第一个你的主机发出的ICMP Echo Request消息，在packet details窗口展开数据包的 Internet Protocol部分。在“listing of captured packets” 窗口，你会看到许多后续的ICMP 消息(或许还有你主机上运行的其他协议的数据包)思考下列问题： 你主机发出的一系列ICMP消息中IP数据报中哪些字段总是发生改变？哪些字段必须保持常量？哪些字段必须改变？为什么？Time to live，seq，checksum ，identification，这些字段总是发生改变。Id、源地址、目的地址、服务类型、版本必须保持常量。Time to live，seq，checksum ，identification必须改变。原因：每当数据报经过一台路由器时，ttl减1；每经过一个路由器，都必须重新计算。(3)单击Time列按钮，这样将对捕获的数据包按时间排序。找到在将包大小改为2000字节后你的主机发送的第一个ICMP Echo Request消息。思考下列问题： 观察第一个IP分片，IP头部的哪些信息表明数据包被进行了分片？IP头部的哪些信息表明数据包是第一个而不是最后一个分片？该分片的长度是多少？Flags中More fragements位为1，说明数据包进行了分片；而fragment offset为0说明它是第一个分片，Flags中More fragements位为1说明它不是最后一个分片；该片长度为1480字节(4)找到在将包大小改为3500字节后你的主机发送的第一个 ICMP Echo Request消息。思考下列问题： 原始数据包被分成了多少片？IP头部哪些字段如何表明这几个分片是属于同一个组的？如何标明这几个分片之间的顺序关系？该数据报被分成了3片；它们的identification相同说明它们是一个组的；通过比较fragment offset的大小可以知道它们的顺序关系，也可以通过上图的内容来判断每个分片的抓包序号。 实验结论，以及实验中遇到的其他问题是如何解决的？结论：一个链路层帧能承载的最大数据量叫做最大传输单元(MTU) ，链路层协议严格地限制着 IP 数据报的长度，当要传递的数据报大小超过这个值时，就要进行分片。问题：用 icmp 作为数据包的筛选条件时只能找到分片的数据报的最后一片，一般把筛选条件设置为空，我们之前找到的最后一片的前几个数据包就是前几个分片。利用 Ethereal 分析以太网帧(10 分) 得分： (1)选择包含HTTP GET报文的以太网帧，在分组详细信息窗口中，展开Ethernet II信息部分。根据操作，思考以下问题： 你的主机的48位以太网地址是多少？(操作截图) 目的主机以太网地址是多少？是 服务器的地址吗？如果不是，该地址是什么设备的以太网地址？不是服务器的地址，是路由器的以太网地址(2)选择包含HTTP响应报文第一个字节的以太网帧，根据操作，思考以下问题： 以太网Frame源地址是多少？该地址是你主机的地址吗？是服务器的地址吗？如果不是，该地址是什么设备的地址？不是主机地址，也不是服务器地址，它是路由器的地址 实验结论，以及实验中遇到的其他问题是如何解决的？结论：MAC 地址只在同一子网中使用，当 A 子网中的某个节点想要访问 B 子网中的另一节点时，目的 MAC 地址是 A 子网的网关，因为 A 中发送数据的节点并不知道 B 子网中期待接收数据的节点的 MAC 地址。利用 Ethereal 分析以 ARP 协议：(4 分) 得分： (1)利用MS-DOS命令：arp 或 c:\windows\system32\arp查看主机上ARP缓存的内容。回答下面问题： ARP缓存中每一列的含义是什么？nternet Address 列表示其他主机的IP地址；Physical Address列表示其他主机的MAC地址；Type表示该 ARP记录的类型。(2)清除主机上ARP缓存的内容，抓取ping命令时的数据包。分析数据包，回答下面的问题： ARP数据包的格式是怎样的？由几部分构成，各个部分所占的字节数是多少？ARP数据包格式：ARP数据包ARP数据包分为 9