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1、实验报告实验二：IP和TCP数据分组的捕获和解析ytinrete1. 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。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. 实验组人数单人组4. 实验环境windows7WireShark5. 实验步骤和实验结果5.
2、1 捕获DHCP报文并分析打开软件，并设置过滤器为udp.port= =68则可捕获DHCP报文分析DHCP分组格式：OP:若是 client 送给 server 的封包，设为 1 ，反向为 2。HTYPE:硬件类别，Ethernet 为 1。HLEN:硬件地址长度， Ethernet 为 6。HOPS:若封包需经过 router 传送，每站加 1 ，若在同一网内，为 0。TRANSACTION ID:DHCP REQUEST 时产生的数值，以作 DHCPREPLY 时的依据。SECONDS:Client 端启动时间（秒）。FLAGS:从 0 到 15 共 16 bits ，最左一 bit 为
3、 1 时表示 server 将以广播方式传送封包给 client ，其余尚未使用。Ciaddr:要是 client 端想继续使用之前取得之 IP 地址，则列于这里。Yiaddr:从 server 送回 client 之 DHCP OFFER 与 DHCPACK封包中，此栏填写分配给 client 的 IP 地址。Siaddr:若 client 需要透过网络开机，从 server 送出之 DHCP OFFER、DHCPACK、DHCPNACK封包中，此栏填写开机程序代码所在 server 之地址。Giaddr:若需跨网域进行 DHCP 发放，此栏为 relay agent 的地址，否则为 0。C
4、haddr:Client 之硬件地址。Sname:Server 之名称字符串，以 0x00 结尾。File:若 client 需要透过网络开机，此栏将指出开机程序名称，稍后以 TFTP 传送。Options:允许厂商定议选项（Vendor-Specific Area)，以提供更多的设定信息查看DHCP的四次握手获得IP地址，缺省路由DNS等参数的过程。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。Wireshark捕获四次握手具体分析分析四次握手的过程：1）第一次握手本地端向网络以广播形式发送DHCP discover报文，等
5、待网络中的DHCP server给出回应。由抓包结果可知，discover报文第二层源mac地址为源端口mac，目的mac为广播地址ff:ff:ff:ff:ff:ff. 。三层源地址为0.0.0.0，目的地址为广播地址255.255.255.255。UDP源端口为68，目的端口为 67。2） 第二次握手当DHCP server接收到本地端发出的discover报文后，它会从那些还没有租出的地址范围内，选择最前面的空置 IP ，连同其它 TCP/IP 设定，响应给本地端一个 DHCP offer 封包。 由于客户端在开始的时候还没有 IP 地址，所以在其 DHCP discover 封包内会带有
6、其 MAC 地址信息，并且有一个 XID 编号来辨别该封包，DHCP 服务器响应的 DHCP offer 封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。根据服务器端的设定，DHCP offer 封包会包含一个租约期限的信息,当本地端到了这个期限,会释放出IP,再次发送discover报文重新申请。由抓包结果可得：Client IP address =0.0.0.0(0.0.0.0) Your(Client)IPaddress=10.201.18.140(10.201.18.140)：DHCP Server分配给本地端的IP地址 DHCP Message TypeDHCP Offer ：表示这是of
7、fer报文Server identifier=10.3.9.3 (10.3.9.3)：DHCP server的 IP地址Ip address lease time=12 hour 表示租期是12小时Subnet Mask=255.255.255.128 ：子网掩码Domain Name= : 域名Router=10.201.18.129(10.201.18.129) :路由网关3） 第三次握手本地端向网络以广播形式发送request报文作为响应，告诉所有 DHCP 服务器它将指定接受哪一台服务器提供的 IP 地址。由抓包结果可看出这是一个request报文，IP为我们刚刚申请的IP：10.20
8、1.18.140。4） 第四次握手网络中的DHCP server接收到本地端发送的request之后，向本地端以单播方式回应DHCP ack报文，确认IP租约生效，整个过程结束由抓包结果可以看出，这是一个ACK报文，内容类似于DHCP offer。四次握手用简图可表示为：DHCP分组在建立网络连接中用于给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。5.2 观察ARP和PING命令的执行过程Arp分组格式为：开始测试arp分组，在命令行中输入 Ping 可见给10.201.18.129发送了4个数据包都得到了回复。从抓包结果看首先以广播的形
9、式发出了一个长度为42的报文，内容是请求10.201.18.129的mac地址，请求告知10.201.18.140。然后接收到一个长度为60的回复报文，头6个字节是本地的mac地址接着的6个字节就是对方的mac地址，这样我们就知道了对方地址。加进缓存表。DHCP分组在建立网络连接中用于获取目标主机的mac地址。在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机迚行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。而在TCP/IP协议栈中，网络层和传输层只关心目标主机的IP地址。这就导致在以太网中使用IP协议时，数据链路层的以太网协议接到上层IP协议提供的数据中，只包含目的主机的IP地址。于是需要
10、一种方法，根据目的主机的IP地址，获得其MAC地址。这就是ARP协议要做的事情。所谓地址解析（address resolution）就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。5.3 IP数据分组分组格式实验结果：字段 报文 解释 版本Version: 4版本为IPv4首部长度 Header length: 20 bytes首部长20字节 服务类型 Differentiated services codepoint:default正常时延、正常吞吐量、正常可靠性 总长度 Total length : 1454数据分组长1454字节 标识 Identification : 0x7
11、09b(28827)标识为 28827 标志 Flags: 0x00DF=0；MF=0； 片偏移 Fragment offset:0偏移量为0 生存周期 Time to live:47每跳生存时间为47秒 协议 Protocol: TCP(6)使用TCP协议 首部校验和 Header checksum:0x4036correctIP头部校验和为0x4036，校验正确源地址 源地址： 目标地址目标地址：5.4 ICMP分组分组格式：实验结果:字段 报文 解释类型 Type :0echo响应 代码 Code: 0echo响应校验和 Checksum:0x5543校验和为0x5543校验正确 标识符
12、Identifier(BE):1 Identifier(LE):256标识符序列号Sequence number(BE):24Sequence number(LE):6144序列号ICMP是（Internet Control Message Protocol）Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。5.5 分析IP数据分组的分片传输过程ping -l 8000 则捕捉到如下所示：可见，整个8
13、000的包被分成6个包，下面一一分析：第一个字段 报文 解释 版本Version: 4版本为IPv4首部长度 Header length: 20 bytes首部长20字节 服务类型 Differentiated services codepoint:0x00正常时延、正常吞吐量、正常可靠性 总长度 Total length : 1500数据分组长1500字节 标识 Identification : 0x02f5(757)标识为 757 标志 Flags: 0x01DF=0；MF=1(还有帧)； 片偏移 Fragment offset:0偏移量为0 生存周期 Time to live:64每跳生
14、存时间为64秒 协议 Protocol: ICMP(1)使用ICMP协议 首部校验和 Header checksum:0xc46bcorrectIP头部校验和为0xc46b，校验正确源地址 Source:源地址：目标地址Destination:目标地址：数据段Data (1480 bytes)数据段长度为 1480字节第二个字段 报文 解释 版本Version: 4版本为IPv4首部长度 Header length: 20 bytes首部长20字节 服务类型 Differentiated services codepoint:0x00正常时延、正常吞吐量、正常可靠性 总长度 Total length : 1500数据分组长1500字节 标识 Identification : 0x02f5(757)标识为 757 标志 Flags: 0x01DF=0；MF=1(还有帧)； 片偏移 Fragment offset:1480偏移量为1480 生存周期 Time to live:64每跳生存时间为64秒 协议 Protocol: ICMP(6)使用ICMP协议
