计算机网络wireshark抓包实验
这里写目录标题
- 简介
-
- 实验操作
- 总结
简介
Wireshark（前称Ethereal）是一个网络封包分析软件。网络封包分析软件的功能是撷取网络封包，并尽可能显示出最为详细的网络封包资料。Wireshark使用WinPCAP作为接口，直接与网卡进行数据报文交换。在过去，网络封包分析软件是非常昂贵的，或是专门属于盈利用的软件。Ethereal的出现改变了这一切。在GNUGPL通用许可证的保障范围底下，使用者可以以免费的代价取得软件与其源代码，并拥有针对其源代码修改及客制化的权利。Ethereal是全世界最广泛的网络封包分析软件之一。
工作流程
（1）确定Wireshark的位置。如果没有一个正确的位置，启动Wireshark后会花费很长的时间捕获一些与自己无关的数据。
（2）选择捕获接口。一般都是选择连接到Internet网络的接口，这样才可以捕获到与网络相关的数据。否则，捕获到的其它数据对自己也没有任何帮助。
（3）使用捕获过滤器。通过设置捕获过滤器，可以避免产生过大的捕获文件。这样用户在分析数据时，也不会受其它数据干扰。而且，还可以为用户节约大量的时间。
（4）使用显示过滤器。通常使用捕获过滤器过滤后的数据，往往还是很复杂。为了使过滤的数据包再更细致，此时使用显示过滤器进行过滤。
（5）使用着色规则。通常使用显示过滤器过滤后的数据，都是有用的数据包。如果想更加突出的显示某个会话，可以使用着色规则高亮显示。
（6）构建图表。如果用户想要更明显的看出一个网络中数据的变化情况，使用图表的形式可以很方便的展现数据分布情况。
（7）重组数据。Wireshark的重组功能，可以重组一个会话中不同数据包的信息，或者是一个重组一个完整的图片或文件。由于传输的文件往往较大，所以信息分布在多个数据包中。为了能够查看到整个图片或文件，这时候就需要使用重组数据的方法来实现。
实验操作
操作前言，一个简单的抓包步骤
打开wireshark，点击捕获，点击选项
按照上面的勾选，然后打开cmd，ping一下百度
ping.baidu.com
然后回到wireshark开始抓包
会出现很多很多包
我们要精准的找到自己想要抓的包，就在过滤器上输入关键词
ip.addr == 自己的ip and icmp然后就得到以下的八个包，就表示抓包成功！
数据链路层
操作一：
熟悉 Ethernet 帧结构
使用 Wireshark 任意进行抓包，熟悉 Ethernet 帧的结构，如：目的 MAC、源 MAC、类型、字段等
目的MAC，前6位就是目的MAC
源MAC，在目的MAC后六位就是源MAC
类型，在源MAC后两位就是类型
字段则是在类型后面46到1500位，总的来说可以归纳为如下：
问题：你会发现 Wireshark 展现给我们的帧中没有校验字段，请了解一下原因。
因为有时校验和会由网卡计算，这时wireshark抓到的本机发送的数据包的校验和都是错误的，所以默认关闭了WireShark自己的校验
操作二：
解子网内/外通信时的 MAC 地址
1.ping 你旁边的计算机（同一子网），同时用 Wireshark 抓这些包（可使用 icmp 关键字进行过滤以利于分析），记录一下发出帧的目的 MAC 地址以及返回帧的源 MAC 地址是多少？这个 MAC 地址是谁的？
发出帧
返回帧
2.然后 ping qige.io （或者本子网外的主机都可以），同时用 Wireshark 抓这些包（可 icmp 过滤），记录一下发出帧的目的 MAC 地址以及返回帧的源 MAC 地址是多少？这个 MAC 地址是谁的？
发出帧的目的MAC
返回帧的源MAC
3.再次 ping www.cqjtu.edu.cn （或者本子网外的主机都可以），同时用 Wireshark 抓这些包（可 icmp 过滤），记录一下发出帧的目的 MAC 地址以及返回帧的源 MAC 地址又是多少？这个 MAC 地址又是谁的？
发出帧目的的MAC
返回帧的源MAC
发出帧的目的MAC就是返回帧的源MAC
通过以上的实验，你会发现：
访问本子网的计算机时，目的 MAC 就是该主机的
访问非本子网的计算机时，目的 MAC 是网关的
请问原因是什么？
ARP代理，访问非子网计算机时是通过路由器转接的，MAC地址是接入路由器端口的地址，再通过路由器发给相应计算机
操作三
掌握 ARP 解析过程
1.为防止干扰，先使用 arp -d * 命令清空 arp 缓存
arp -d *2.ping 你旁边的计算机（同一子网），同时用 Wireshark 抓这些包（可 arp 过滤），查看 ARP 请求的格式以及请求的内容，注意观察该请求的目的 MAC 地址是什么。再查看一下该请求的回应，注意观察该回应的源 MAC 和目的 MAC 地址是什么。
目的MAC
源MAC
3.再次使用 arp -d * 命令清空 arp 缓存
4.然后 ping qige.io （或者本子网外的主机都可以），同时用 Wireshark 抓这些包（可 arp 过滤）。查看这次 ARP 请求的是什么，注意观察该请求是谁在回应。
通过以上的实验，你应该会发现，
ARP 请求都是使用广播方式发送的
如果访问的是本子网的 IP，那么 ARP 解析将直接得到该 IP 对应的 MAC；如果访问的非本子网的 IP， 那么 ARP 解析将得到网关的 MAC。
请问为什么？
答：
代理ARP原理：对于没有配置缺省网关的计算机要和其他网络中的计算机实现通信，网关收到源计算机的ARP请求会使用自己的MAC地址与目标计算机的IP地址对源计算机进行应答，访问非子网IP时是通过路由器访问的，路由器再把发出去，目标IP收到请求后，再通过路由器端口IP返回去，那么ARP解析将会得到网关的MAC。
网络层
实作一 熟悉 IP 包结构
使用 Wireshark 任意进行抓包（可用 ip 过滤），熟悉 IP 包的结构，如：版本、头部长度、总长度、TTL、协议类型等字段。
为提高效率，我们应该让 IP 的头部尽可能的精简。但在如此珍贵的 IP 头部你会发现既有头部长度字段，也有总长度字段。请问为什么？
答：便于传输时的识别IP总长度，节省时间，当长度超过1500B时就会被返回链路层进行分段。
实作二 IP 包的分段与重组
根据规定，一个 IP 包最大可以有 64K 字节。但由于 Ethernet 帧的限制，当 IP 包的数据超过 1500 字节时就会被发送方的数据链路层分段，然后在接收方的网络层重组。
缺省的，ping 命令只会向对方发送 32 个字节的数据。我们可以使用 ping 202.202.240.16 -l 2000 命令指定要发送的数据长度。此时使用 Wireshark 抓包（用 ip.addr == 202.202.240.16 进行过滤），了解 IP 包如何进行分段，如：分段标志、偏移量以及每个包的大小等
关于IP包如何分段：
分段与重组是一个耗费资源的操作，特别是当分段由传送路径上的节点即路由器来完成的时候，所以 IPv6 已经不允许分段了。那么 IPv6 中，如果路由器遇到了一个大数据包该怎么办？
答：转发至能支持该数据报的出链路上。
实作三 考察 TTL 事件
在 IP 包头中有一个 TTL 字段用来限定该包可以在 Internet上传输多少跳（hops），一般该值设置为 64、128等。
在验证性实验部分我们使用了 tracert 命令进行路由追踪。其原理是主动设置 IP 包的 TTL 值，从 1 开始逐渐增加，直至到达最终目的主机。
请使用 tracert www.baidu.com 命令进行追踪，此时使用 Wireshark 抓包（用 icmp 过滤），分析每个发送包的 TTL 是如何进行改变的，从而理解路由追踪原理。
TTL生命期逐渐变大
在 IPv4 中，TTL 虽然定义为生命期即 Time To Live，但现实中我们都以跳数/节点数进行设置。如果你收到一个包，其 TTL 的值为 50，那么可以推断这个包从源点到你之间有多少跳？
答：50
传输层
实作一 熟悉 TCP 和 UDP 段结构
用 Wireshark 任意抓包（可用 tcp 过滤），熟悉 TCP 段的结构，如：源端口、目的端口、序列号、确认号、各种标志位等字段。
用 Wireshark 任意抓包（可用 udp 过滤），熟悉 UDP 段的结构，如：源端口、目的端口、长度等。
由上大家可以看到 UDP 的头部比 TCP 简单得多，但两者都有源和目的端口号。请问源和目的端口号用来干什么？
答：端口的作用就是用来唯一标识这个进程。TCP中的源端口号的意思是，你这个包是从哪里来，目的端口号是你这个包要去哪里。
应用层
应用层的协议非常的多，我们只对 DNS 和 HTTP 进行相关的分析。
实作一 了解 DNS 解析
1.先使用 ipconfig /flushdns 命令清除缓存，再使用 nslookup qige.io 命令进行解析，同时用 Wireshark 任意抓包（可用 dns 过滤）。
2.你应该可以看到当前计算机使用 UDP，向默认的 DNS 服务器的 53 号端口发出了查询请求，而 DNS 服务器的 53 号端口返回了结果。
3.可了解一下 DNS 查询和应答的相关字段的含义
DNS工作原理
我们通常使用机器的域名来访问这台机器，而不直接使用其IP地址，比如访问因特网上的各种网站。那么如何将机器的域名转换成IP地址呢？这就需要使用域名查询服务。域名查询服务有很多种实现方式，比如NIS（Network
Information Service，网络信息服务）、DNS和本地静态文件等。
格式如下：
1.QR：查询/应答标志。0表示这是一个查询报文，1表示这是一个应答报文2.opcode，定义查询和应答的类型。0表示标准查询，1表示反向查询（由IP地址获得主机域名），2表示请求服务器状态
3.AA，授权应答标志，仅由应答报文使用。1表示域名服务器是授权服务器
4.TC，截断标志，仅当DNS报文使用UDP服务时使用。因为UDP数据报有长度限制，所以过长的DNS报文将被截断。1表示DNS报文超过512字节，并被截断
5.RD，递归查询标志。1表示执行递归查询，即如果目标DNS服务器无法解析某个主机名，则它将向其他DNS服务器继续查询，如此递归，直到获得结果并把该结果返回给客户端。0表示执行迭代查询，即如果目标DNS服务器无法解析某个主机名，则它将自己知道的其他DNS服务器的IP地址返回给客户端，以供客户端参考
6.RA，允许递归标志。仅由应答报文使用，1表示DNS服务器支持递归查询7.zero，这3位未用，必须设置为0
8.rcode，4位返回码，表示应答的状态。常用值有0（无错误）和3（域名不存在）
资料来自
链接: link.
总结
计算机网络的wireshark抓包分为四个部分，分别是数据链路层，网络层，传输层和应用层。每一层的实验都让我学到了很多的东西，比如：
数据链路层的发出帧的目的MAC就是返回帧的源MAC；
网络层的IP包结构以及分段重组；
传输层的TCP的三次握手以及TCP和UDP都有源和目的端口，端口的作用就是标记；
应用层：DNS的查询和应答的相关含义