《高等计算机网络》实验一指导书及答案.docx
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《高等计算机网络》实验一指导书及答案
《高等计算机网络》实验指导书
2013版
（适用于网络工程专业）
网络工程教研室
2013-6-2
实验一、利用分组嗅探器分析802.11
一、实验目的及要求
利用wireshark©分析IEEE802.11协议。
开始实验前，复习教材第六章第三节关于WLAN的相关内容。
另外，实验中涉及的相关内容比教材的要宽、深，可以参考：
1）ATechnicalTutorialonthe802.11protocol,PabloBrenner
http:
//www.sss-
2）Understanding802.11FrameTypes,JimGeier,
http:
//www.wi-
3）ANSI/IEEEstd802.11（1999）,http:
//gaia.cs.umass.edu/wireshark-labs/802.11-1999.pdf.
特别是，该标准第36页的Table1对于本实验非常重要。
二、实验条件
PC机+Windows+Wireshark+tracefile
三、预备知识
在《计算机网络A》的实验中，利用ethereal从有线Ethernet网络中捕获分组。
由于本实验是分析无线局域网协议IEEE802.11，因此将俘获通过空气传播（in-the-air）的帧。
不过，Windows操作系统没有提供捕获/拷贝通过无线网卡接收帧的“钩子”（hooks），本实验利用通过其他途径捕获的trace文件。
四、实验步骤
1开始
下载trace文件wireshark-traces.zip，解压出Wireshark_802_11.pcap。
该trace是利用AirPcap©和Wireshark在包含两台有线PC、一台型号为Linksys802.11g的AP和一台已于某个AP关联的无线主机的网络上捕获的。
该网络中，无线主机和AP工作在信道Channel6上进行。
需要指出，AP和无线主机工作在Channel6，同时，附近还有其它的AP，这些AP可能也工作在Channel6上。
因此，在trace文件中不仅有该无线主机和所关联AP之间传输的帧，还有许多由其他工作在Channel6的AP发送的广播帧，比如beacon帧。
捕获时，无线主机的处理步骤如下：
①开始分组捕获前，无线主机已经与AP“30MunroeSt”关联；
②在t=24.82时，无线主机发送HTTPRequest消息，请求web页面：
http:
//gaia.cs.umass.edu/wireshark-labs/alice.txt
其中服务器gaia.cs.umass.edu的IP地址为128.119.245.12
③t=32.82时，无线主机发送HTTPRequest消息，请求web页面：
http:
//www.cs.umass.edu。
该服务器的IP地址为128.119.240.19
④t=49.58时，无线主机与AP“30MunroeSt”断开关联，并试图与AP“linksys_ses_24086”进行关联。
由于该AP不是公用AP（关联时需要进行认证），该无线主机最终无法与AP“linksys_ses_24086”关联成功。
⑤t=63.0时，无线主机停止与AP“linksys_ses_24086”的关联尝试，重新与AP“30MunroeSt”关联。
将trace下载并解压缩后，将其装载进Wireshark，利用菜单“File”->“Open”选择Wireshark_802_11.pcap后查看，将显示如图Figure1所示的窗口。
Figure1．Wireshark_802_11.pcap打开后的窗口
2Beacon帧
IEEE802.11AP通过周期性地广播发送Beacon帧对外宣告其存在。
为了回答下述问题，需要仔细检查Wireshark窗口中的IEEE802.11帧头部字段的细节。
1）在trace文件中，发送大多数Beacon帧的两个AP的SSID分别是什么？
SSID=30MunroeSt
SSID=linksys12
2）AP“linksys_ses_24086”发送Beacon帧的时间间隔是多少？
AP “30MunroeSt”呢？
（提示：
在Beacon帧中包含该时间间隔）
Beaconinterval=0.102400Seconds
3）AP“30MunroeSt”所发送Beacon帧的源MAC地址是什么（以十六进制表示，参考前面提到的IEEE802.11标准）？
00:
16:
b6:
f7:
1d:
51
4）AP“30MunroeSt”所发送Beacon帧的目标MAC地址是什么（以十六进制表示，参考前面提到的IEEE802.11标准）？
Ff:
ff:
ff:
ff:
ff:
ff
5）AP“30MunroeSt”所发送Beacon帧的MACBSSid是什么（以十六进制表示，参考前面提到的IEEE802.11标准）？
00:
16:
b6:
f7:
1d:
51
6）AP“30MunroeSt”的Beacon帧中指出该AP支持4种数据传输速率和8种附加的“extendedsupportedrates”，这12种数据传输速率各是多少？
3数据传输
前面提到，在分组捕获前，无线主机已经与AP“30MunroeSt”相关联。
首先检查在已关联的连接上数据传输的情况，随后再检查无线主机与AP关联和断开操作。
根据无线主机的动作，在t=24.82和t=32.82时无线主机分别发送两个Web页面的HTTP请求消息。
7）找出包含第一个HTTP请求所使用的TCP连接（下载alice.txt的TCP连接）建立时SYNTCPsegment的802.11frame。
请问：
发送该TCPSYNsegment的时间是多少？
10:
05:
31.900208
该802.11帧的三个MAC地址字段的值分别是什么（以十六进制表示）?
其中对应无线主机无线网卡、AP、first-hop路由器的MAC地址各是什么？
91:
2a:
b0:
49:
b6:
4f
Receive91:
2a:
b0:
49:
b6:
4f无线主机或无线网卡
Transmitter00:
16:
b6:
f7:
1d:
51AP
Bssid00:
16:
b6:
f4:
eb:
a8第一跳
Sourceaddress00:
16:
b6:
f4:
eb:
a8
发送该TCPSegment主机的IP地址是什么？
目标IP是什么？
该目标IP地址与无线主机、AP、first-hot路由器有关吗？
并解释。
（提示：
回答上述问题时，可参考教材的P.450的Figure5.19）
Source128.119.245.12destination192.168.1.109
8）找出包含上述TCP会话SYNACKSegment的802.11帧。
什么时间收到的该Frame？
该Frame中三个MAC地址字段值是什么？
其中哪个是无线主机无线网卡、AP、first-hop路由器的MAC地址？
该帧的发送方MAC地址与发送该TCPsegment的设备的IP地址相对应吗？
10:
05:
31.900208
Source对应路由
Destination对于无线网卡
Bssid对应AP
4关联与断开
在基本模式的无线局域网中，无线主机在发送数据前必须与某个AP关联。
IEEE802.11的关联处理通过无线主机和AP间交换ASSOCIATEREQUEST帧和ASSOCIATERESPONSE帧完成。
其中，ASSOCIATEREQUEST帧由无线主机发往AP，其frametype=0,subtype=0（可参考教材中的Figure6.13）；ASSOCIATERESPONSE帧由AP发往无线主机作为收到ASSOCIATEREQUEST帧的响应，其frametype=0，subtype=1。
可参考802.11的标准规范来了解802.11帧中每个字段的详细含义。
9）在t=49后，无线主机与AP“30MunroeSt”结束关联时采取了哪两个动作（如，发送了frame）？
何时发送了这些帧？
（提示：
一个是IP层的动作，另一个是MAC层的动作）。
仔细阅读IEEE802.11标准规范，是否应该有另一个Frame，但你并没有从trace中发现？
10）检查trace文件，查找从无线主机发送到AP和从AP发送到无线主机的AUTHENICATION帧。
无线主机发送到AP“linksys_ses_24086”（其MAC地址为Cisco_Li_f5:
ba:
bb）的第一个AUTHENICATION帧是何时发送的（提示：
t=49前后）？
11）无线主机希望利用密码或者无需密码进行鉴别（身份认证）吗？
12）trace中有从AP“linksys_ses_24086”返回的AUTHENICATION响应吗？
13）现在考察无线主机终止与AP“linksys_ses_24086”关联的尝试转而与AP“30MunroeSt”进行关联时（t=63.0后）的情况。
观察从无线主机发往AP和从AP发往无线主机的AUTHENICATION帧。
何时无线主机向AP“30MunroeSt”发送AUTHENICATION帧？
何时AP“30MunroeSt”向无线主机发送的AUTHENICATION响应（提示：
可以使用filter表达式：
wlan.fc.subtype==11andwlan.fc.type==0andwlan.addr==IntelCor_d1:
b6:
4f来只显示AUTHENICATION帧）？
14）继续考察无线主机与AP“30MunroeSt”在t=63.0后进行的关联处理。
一个ASSOCIATEREQUEST和一个ASSOCIATERESPONSE被用来进行无线主机和AP的关联。
无线主机何时发送了ASSOCIATEREQUEST？
AP何时发送了相应的ASSOCIATERESPONSE？
（注意：
可以利用filter表达式:
wlan.fc.subtype<2andwlan.fc.type==0andwlan.addr==InterCor_d1:
b6:
4f控制只显示ASSOCIATEREQUEST帧和ASSOCIATERESPONSE帧。
）
15）无线主机希望采用的数据传输率是多少？
AP呢？
为了回答这两个问题，需要仔细检查802.11WLANmanagementframe的parametersfields。
24.0Mb/s和1.0Mb/s
5、其他类型的Frame
Trace中还包括多个PROBEREQUEST和
帧。
16）考虑t=2.0s后的第一个PROBEREQUEST帧和PROBERESPONSE帧对。
何时发送的这两个Frame？
他们的发送者、接收方的MAC地址分别是什么？
他们的BSSIDMAC地址是什么？
交换这两种类型帧的目的是什么？
（为回答该问题，需要仔细察看上面提到的网络资源）
五、实验任务
1、预习实验，仔细阅读相关参考资料
2、按步骤进行实验，记录实验结果，回答涉及的问题。
3、按要求撰写实验报告。
1）实验报告纸以班级为单位到实验室购买；
2）实验报告必须手写，内容如下：
（1）实验题目
（2）实验要求
（3）实验条件
（4）实验结果
（5）实验总结
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