IP网络协议分析Word格式文档下载.docx

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网络工程实验室2008年11月12日

实验题目

TCP/IP网络协议分析

一、实验目的

1.通过实验，学习和掌握TCP/IP协议分析的方法及其相关工具的使用；

2.熟练掌握TCP/IP体系结构；

3.学会使用网络分析工具；

4.网络层、传输层和应用层有关协议分析。

二、设备与环境

●Windows2003server操作系统

●TCP/IP协议

●Sniffer工具软件

三、实验内容

1.要求掌握网络抓包软件Sniffer内容包括：

●捕获网络流量进行详细分析

●利用专家分析系统诊断问题

●实时监控网络活动

●收集网络利用率和错误等

2.协议分析

（一）：

IP协议，内容包括：

●IP头的结构

●IP数据报的数据结构分析

3．协议分析

（二）：

TCP/UDP协议，内容包括：

●TCP协议的工作原理

●TCP/UDP数据结构分析

4．协议分析（三）：

应用层协议分析，内容包括：

完整的FTP会话分析。

四、实验步骤

1）安装Sniffer进行抓包练习

a．安装好Sniffer。

b．捕获网络流量进行详细分析。

在Sniffer中选择Capture->

Start。

进行网络流量捕获。

打开浏览器登陆增加网络流量。

停止捕获，对所截获的网络流量进行分析。

1.选择DashBoard查看网络状态，如图：

图一

上图中，第一个仪表盘表示网络利用率，第二个表示包的速率，第三个是错误率，红色表示报警值。

按Detail查看具体数值：

图二

2.选择Decode进行分析。

如图三。

可以看到详细的数据流如图中的arp，tcp和dns等等。

图三

2.选择Matrix，查看流量分布。

如图四。

非常直观的显示流量分布情况。

图四

4.选择Hosttable查看主机表，如图五。

可以看到所有主机的mac地址和包的出入。

图五

5.选择ProtocolDistribution查看协议分布，如图。

图中显示了dns、http、netbios等协议的分布情况。

图六

2）分析ip协议

1.IP数据报头的结构：

版本

首部长度

区分服务

总长度

标识

标志

片偏移

生存时间

协议

首部检验和

源地址

目标地址

选项

填充

表1.IP数据报的格式

版本：

传输数据的IP版本，4位

首部长度：

规定报头长度

区分服务：

用于设置数据传输的优先权或者优先级，8位

总长度：

指出数据报的总长，16位

标识：

用于标识所有的分段，16位

标志：

确定一个数据报是否可分段也指出当前分段后面是否还有分段，3位

片偏移：

用于查找分段在整个数据报中的相对位置，13位

生存时间：

设置数据报可以经过的最多路由器数。

8位

协议：

指定用于创建数据字段中的数据的上层协议，大小为8位

检验和：

检查所传输数据的完整性，大小为16位

源地址：

源IP地址，字段长度为32位

目标地址：

目标IP地址，字段长度为32位

选项：

不上一个必须的字段，字段长度具体取决于所选择的IP选项

2.实例分析。

定义过滤器只允许ICMP、dns（tcp、udp）

在cmd中ping得到抓包结果如下。

图七

显然，前两条为DNS查询和回应，后8条为ICMP的请求和回应。

我们分析下加亮的数据包，将IP协议展开后如图：

图八

下面分析IP数据报的数据结构：

4，表示当前网络中为IPv4；

头部长度：

20，表示IP报头长度为20字节；

0，表示当前IP数据包中没有使用服务类型字段；

60，表示该数据报总长为60字节；

表示该数据报的标识为4098；

0X，表示该数据报能被分段，且为最好一个数据报片；

0，该分段偏移量为0；

128，表示该数据报最多可以经过128个路由；

1，代表ICMP协议；

该数据报校验和为3F2A（正确），表示该数据报是完整的；

源IP地址：

118.230.132.80（本机IP）；

目标IP地址：

203.208.33.100（G.cn的ip地址）；

该数据报没有选项字段；

3）分析tcp/udp协议

1.TCP协议的工作原理：

<

1>

TCP连接建立：

TCP的连接建立过程又称为TCP三次握手。

首先发送方主机向接收方主机发起一个建立连接的同步（SYN）请求；

接收方主机在收到这个请求后向送方主机回复一个同步/确认（SYN/ACK）应答；

发送方主机收到此包后再向接收方主机发送一个确认（ACK），此时TCP连接成功建立；

2>

TCP数据传送：

TCP是一种可靠传输的协议，它在传输的过程中使用序列号和确认号来跟踪数据的接收情况；

在传输过程中，如果在重传超时时间内没有收到接收方主机对某数据包的确认回复，发送方主机就认为此数据包丢失，并再次发送这个数据包给接收方，这称为TCP重传；

TCP并不总是在接收到数据后立即对其进行确认，它允许主机在接收数据的同时发送自己的确认信息给对方；

TCP是可靠传输的协议，它提供校验和计算来实现数据在传输过程中的完整性。

3>

TCP连接释放：

发送方主机和目的主机建立TCP连接并完成数据传输后，会发送一个将结束标记置1的数据包，然后经过四次握手释放本次连接。

2.TCP数据结构分析

启动抓包，打开浏览器登陆页面完全显示后关闭浏览器。

抓到如图所示数据包。

图九

此数据包为建立http连接的TCP数据包，图中可以清晰的看到SYN,SYN_ACK,ACK三次握手的过程。

下面对TCP数据结构进行分析，如图

图十

源端口：

2990；

目标端口：

80（属于HTTP服务）；

序列号：

TCP数据包序列号为1851570156；

确认号：

期望收到下个报文段的首字节序号1851570157；

TCP偏移量：

TCP数据报首部长28字节；

仅有SYN=1，表示这是一个连接请求；

窗口：

表示接收端能够接收的下一段的大小65535；

校验和：

686D（正确），表示数据没有被修改和损坏，是完整的；

紧急指针：

URG=0，这里无紧急指针；

最大报文段MSS为1460字节；

选择选项SACK；

3.UDP数据结构分析

由于DNS属于UDP数据包，直接将第一次ping的抓包记录分析即可。

如图：

图十一

1893目的端口53（DNS服务）；

数据长度：

34字节；

8844（正确）；

数据部分：

26字节的数据；

4）分析ftp协议

1.

启动抓包，登陆ftp服务器，下载一个文件，退出，查看抓包数据。

如图所示：

2.主机与服务器经过SYN,SYN_ACK,ACK三次握手建立连接后，FTP协议开始工作，如图：

FTP会话建立过程：

a）服务器发送相关信息（前三行FTP数据包）；

b）主机发送用户名wss（USERwss）；

c）服务器要求密码（Passwordrequiredforwss）；

d）主机发送密码wss（PASSwss）[FTP中密码用明文形式发送]；

e）密码正确，登陆成功（230Loggedon）；

f）主机请求公告消息，服务器回应（略）；

g）主机请求列查看当前目录（PWD）；

h）服务器回应（”/”iscurrentdirectory）；

i）主机请求ASCII传送模式（TYPEA）；

j）服务器回应（TypesettoA）；

k）主机请求使用被动模式（PASV）；

l）服务器回应进入被动模式（EnteringPassiveMode）；

m）主机请求列目录（LIST）；

n）服务器接收并传输数据（Connectionaccepted,transfer）；

o）主机ftp客户端列出文件及目录。

FTP文件传输过程：

（图）

a）

主机请求进入wl目录（CWD/wl/）；

b）服务器响应（CWDsuccessful.’/wl/’iscurrentdirectory）；

c）主机请求ASCII传送模式（TYPEA）；

d）服务器回应（TypesettoA）；

e）主机请求使用被动模式（PASV）；

f）服务器回应进入被动模式（EnteringPassiveMode）；

g）主机请求列目录（LIST）；

h）服务器接收并传输数据（Connectionaccepted,transfer）；

i）主机ftp客户端列出文件及目录；

j）主机请求复制文件到本地；

k）服务器和主机协调ASCII和被动模式进行传输。

l）传输完毕，客户端进入源目录。

五、协议验证及结果分析

经过此次试验，我对Sniffer软件有了更为深刻的认识，知道了它功能强大，使网络分析和排错的重要工具。

通过对IP、TCP、UDP、FTP协议的分析对TCP/IP协议族有了更进一步的认识。

但实验只是一小部分，在以后的学习中应该加强对网络协议的分析，这样才能加深对网络工作原理的理解。

教师评价

评定项目

A

B

C

D

基本网络传输模型清楚

操作熟练

基本网络原理清楚

解析完整

网络协议理解正确

文字流畅

分析协议正确

报告规范

其他：

评价教师签名：

年月日