计算机实验指导书.docx
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计算机实验指导书
实验一网络协议分析实验
本实验主要包括ARP协议分析实验,TCP协议与UDP协议分析实验,属于验证类实验,内容包括同一子网内两台机器间的ARP协议的工作过程,不同子网上的两台机器间的ARP协议工作过程,TELNET与FTP通信时TCP协议的工作过程以及netsend进行消息通信时UDP协议的工作过程,通过本实验,使学生更好地理解ARP协议,ICMP协议,IP协议,TCP协议,UDP协议等的数据包格式与工作原理.
实验1.1ARP协议分析实验
一.实验目的
理解IP地址与MAC地址的对应关系;
理解ARP协议报文格式;
理解ARP协议的工作原理与通信过程.
二,实验内容
ARP请求报文与应答报文格式;
同一子网内两台机器间的ARP协议的工作过程;
不同子网上的两台机器间的ARP协议工作过程.
三,实验原理,方法和手段
ARP请求报文与应答报文格式
操作类型:
1—ARP请求;2—ARP响应;
四,实验条件
（1）报文捕获工具
Wireshark协议分析软件;
（2）应用协议环境
每个学生的PC机（安装Windowsxp操作系统）处于同一个LAN,另外有一个服务器如学校的WEB服务器处于另外一个网络.
五,实验步骤
（1）同一子网内两台机器间的ARP协议的工作过程
主机A（IP地址为A.A.A.A）与主机B（IP地址为B.B.B.B）属于同一个子网;
在主机A上的DOS命令提示符下运行arp–d命令,清空主机A的ARP高速缓存;
在主机A上的DOS命令提示符下运行arp–a命令,检查主机A的ARP高速缓存区,此时ARP缓存区应为空;
在主机A上的DOS命令提示符下运行:
PingB.B.B.B,同时用抓包工具捕获A与B之间的数据通信报文,并做如下工作:
——在捕获的报文中找出主机A和主机B之间通讯的ARP询问请求报文和应答报文;
——分析ARP请求及应答报文的各字段,包括源,目的以太网地址,源,目的IP地址,数据报文类型.
在主机A上的DOS命令提示符下运行arp–a命令,检查ARP高速缓存中的内容是否发生变化,分析原因.
（2）不同子网上的两台机器间的ARP协议工作过程
主机A（IP地址为A.A.A.A）与主机C（IP地址为C.C.C.C）为不在同一个子网内的两台计算机;
在主机A上的DOS命令提示符下运行arp–d命令,清空主机A的ARP高速缓存;
在主机A上的DOS命令提示符下运行arp–a命令,检查主机A的ARP高速缓存区,此时ARP缓存区应为空;
在主机A上的DOS命令提示符下运行:
PingC.C.C.C,同时用抓包工具捕获A与C之间的数据通信报文,并做如下工作:
——在捕获的报文中找出主机A和主机C之间通讯的ARP询问请求报文和应答报文;
——分析ARP请求及应答报文的各字段,包括源,目的以太网地址,源,目的IP地址,数据报文类型.
在主机A上的DOS命令提示符下运行arp–a命令,检查ARP高速缓存中的内容是否发生变化,分析原因.
比较
（1）和
（2）两实验中得到的ARP报文,有何不同分析产生二者区别的原因是什么
六,思考题
结合实验过程中的实验结果,回答下列问题:
观察实验过程中捕获网络上的多个ARP请求帧,观察这些帧的以太网目的地址是否相同,分析其原因.
观察实验过程中捕获网络上的多个ARP应答帧,观察这些帧的以太网目的地址是否相同,分析其原因.
实验1.2IP/ICMP协议分析实验
一,实验目的
理解IP协议包格式;
理解ICMP协议包格式.
二,实验内容
PING应用系统通信过程中ICMP协议,IP协议分析.
三,实验原理,方法和手段
（1）ICMP报文格式
（2）IP报文格式
四,实验条件
（1）报文捕获工具
Wireshark协议分析软件;
（2）应用协议环境
每个学生机的PC机（安装Windowsxp操作系统）处于同一个LAN.
五,实验步骤
（1）ICMP协议分析
主机A（IP地址为A.A.A.A）与主机B（IP地址为B.B.B.B）属于同一个子网内的两台计算机;
在主机A上启动报文捕获工具,指定源IP地址为主机A的地址,目的IP地址为主机B的地址,分析开关为ICMP协议;
在主机A的DOS仿真环境下,运行pingB.B.B.B命令向主机B发送echo请求报文,在主机B联网和未联网两种情况下,捕获ICMP请求数据包与应答数据包（如有）,记录并分析各字段的含义,并与ICMP数据包格式进行比较;
表1:
ICMP报文格式
实验项
ICMP包字段名称
值
含义
1
2
3
…
（2）IP协议分析
主机A（IP地址为A.A.A.A）与主机B（IP地址为B.B.B.B）属于同一个子网内的两台计算机;
在主机A上启动报文捕获工具,指定源IP地址为主机A的地址,目的IP地址为主机B的地址,分析开关为IP协议;
在主机A的DOS仿真环境下,运行pingB.B.B.B命令向主机B发送echo请求报文,在主机B联网和未联网两种情况下,捕获IP数据包,记录并分析各字段的含义,并与IP数据包格式进行比较;
表2:
IP报文格式
实验项
IP包字段名称
值
含义
1
2
3
…
六,思考题
（1）为什么运行ping127.0.0.1时,不能捕获到ICMP报文如果运行ping本机IP地址能收到报文吗
（2）能否在WINDOWS操作系统下进行设置,使得主机收到ICMP报文后不响应呢
实验1.3TCP/UDP协议分析实验
一,实验目的
理解TCP协议包格式和工作原理,如TCP建链拆链的三次握手机制等;
理解UDP协议包格式;
二,实验内容
TCP协议分析;
UDP协议分析.
三,实验原理,方法和手段
（1）UDP报文格式
UDPSourcePort（16）
UDPDestinationPort（16）
MessageLength（16）
UDPChecksum（16）
DATA
（2）TCP报文格式
SourcePort（16）
DestinationPort（16）
SequenceNumber（32）
AcknowledgmentNumber（32）
Data
Offset
（4）
Reserved
（6）
UGR
ACK
PSH
RST
SYN
FIN
Window
（16）
Checksum（16）
UrgentPointer（16）
Options（0ormore32bitwords+padding）
DATA
（3）TCP连接建立三次握手过程
四,实验条件
（1）报文捕获工具
Wireshark协议分析软件;
（2）应用协议环境
每个学生机的PC机（安装Windowsxp操作系统）处于同一个LAN,远程访问.
（3）学员分组
一人一组.
五,实验步骤
（1）TCP协议分析
主机A（IP地址为A.A.A.A）与主机B（IP地址为B.B.B.B）属于同一个子网内的两台计算机;
在主机A上启动报文捕获工具,指定源IP地址为主机A的地址,目的IP地址为主机B的地址,分析开关为TCP协议;
从主机A上访问河南理工大学主页,捕获通信过程中的TCP数据包,记录并分析各字段的含义,重点理解TCP协议连接建立与拆除的握手过程,并与TCP数据包格式进行比较;
表3:
通信过程中的TCP包格式
实验项
TCP包字段名称
值
含义
1
2
3
…
（2）UDP协议分析
主机A（IP地址为A.A.A.A）与主机B（IP地址为B.B.B.B）属于同一个子网内的两台计算机;
在主机A上启动报文捕获工具,指定源IP地址为主机A的地址,目的IP地址为主机B的地址,分析开关为UDP协议;
在主机A的DOS仿真环境下,运行netsend命令向主机B发送一个UDP消息（格式:
netsend主机名消息内容）,捕获UDP数据包,记录并分析各字段的含义,并与UDP数据包格式进行比较;（注意:
必须启动Messenger信使服务,方法:
点击"控制面板-性能和维护-管理工具-服务",找到Messenger并启动它）
在主机A的DOS仿真环境下,运行netsend命令向本机所在工作组中所有主机发送一个UDP消息（格式:
netsend*消息内容）,捕获UDP数据包,记录并分析各字段的含义,并与UDP数据包格式进行比较;
表4:
UDP报文格式
实验项
UDP包字段名称
值
含义
1
2
3
…
六,思考题
（1）在两次TCP协议通信过程中,发送序列号是连续的吗,为什么在每次通信时发送序列号不从0开始编号呢
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