C₇H₁₅COOH

【计算机网络实验】简单网络协议解析

计算机网络

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文章目录

计算机网络
实验目的
实验内容
实验步骤
- 1.安装WireShark软件
- 2.通过WireShark软件实时捕获网络数据
实验结果分析
- 通过DNS协议单元分析网络体系结构的分层原理
- - 找到一个有www.xjtu.edu.cn内容的DNS单元，分析请求过程的分层情况
  - 找到一个有202.117.1.13内容的DNS单元，分析响应过程的分层情况
- 通过HTTP协议单元分析TCP、IP、ETHERNET II协议数据单元内容
- - 找到一个目的地址为202.117.1.13的HTTP单元，分析请求过程中的TCP、IP、ETHERNET II协议数据单元内容
  - 找到一个源地址为202.117.1.13的HTTP单元，分析响应过程中的TCP、IP、ETHERNET II协议数据单元内容
皮一下

实验目的

1、掌握WireShark软件，通过监测网络流量理解计算机网络体系结构的分层原理。
2、掌握TCP、IP、ETHERNET II协议内容。

实验内容

1、通过浏览器访问www.xjtu.edu.cn，使用WireShark监测应用层、传输层、网络层、数据链路层协议数据单元的内容。
2、在WireShark中捕获某一应用层协议信息，分析数据中每层协议同网络体系结构的对应分层。
3、在WireShark中捕获某一HTTP协议信息，分析数据中TCP、IP、ETHERNET II协议数据单元内容。

实验步骤

1.安装WireShark软件

2.通过WireShark软件实时捕获网络数据

在WireShark软件点击“Start”按钮，打开浏览器，在URL输入www.xjtu.edu.cn打开网址，回到WireShark软件点击“Stop”键，得到抓包数据

保存网络数据捕获结果

然后通过DNS协议单元分析网络体系结构的分层原理，通过HTTP协议单元分析TCP、IP、ETHERNET II协议数据单元内容

实验结果分析

通过DNS协议单元分析网络体系结构的分层原理

找到一个有www.xjtu.edu.cn内容的DNS单元，分析请求过程的分层情况

分析如下
Frame 1979是物理层的数据帧概况：

Frame 1979: 75 bytes on wire (600 bits), 75 bytes captured (600 bits) on interface \Device\NPF_{FE613A3D-CF09-4F56-8874-7B22D3B71713}, id 0
Interface id: 0 (\Device\NPF_{FE613A3D-CF09-4F56-8874-7B22D3B71713})
Interfacename:\Device\NPF_{FE613A3D-CF09-4F56-8874-7B22D3B71713}
Interface description: 本地连接
Encapsulation type: Ethernet (1)
Arrival Time: May 15, 2020 23:55:02.757500000 中国标准时间#捕获时间
[Time shift for this packet: 0.000000000 seconds]
Epoch Time: 1590162902.757500000 seconds
[Time delta from previous captured frame: 0.151635000 seconds]#此包与前一包的时间间隔
[Time delta from previous displayed frame: 0.151635000 seconds]
[Time since reference or first frame: 8.383626000 seconds]#此包与第一帧的时间间隔
Frame Number: 1979
Frame Length: 75 bytes (600 bits)
Capture Length: 75 bytes (600 bits)
[Frame is marked: False]
[Frame is ignored: False]
[Protocols in frame: eth:ethertype:ip:udp:dns]#帧内封装的协议层次结构
[Coloring Rule Name: UDP]
[Coloring Rule String: udp]

Ethernet II是数据链路层以太网帧头部信息：

Ethernet II, Src: ASUSTekC_95:76:c9 (d0:17:c2:95:76:c9), Dst: Tp-LinkT_16:47:c8 (28:2c:b2:16:47:c8)

其中，源MAC地址是本地连接下所使用电脑MAC地址，目的地址是路由器的MAC地址，如下图对照验证，左图为本地连接信息，右图为路由器信息


IPv4是互联网层IP包头部信息：

Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.1.100, Dst: 211.137.191.26
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
Total Length: 61
Identification: 0x0fd5 (4053)
Flags: 0x0000
Fragment offset: 0
Time to live: 128 #TTL，单位是秒
Protocol: UDP (17) #此包内封装的上层协议为UDP
Header checksum: 0x0000 [validation disabled] #头部数据校验和
[Header checksum status: Unverified]
Source: 192.168.1.100  #源IP地址，即主机地址，具体可参考物理层部分截图
Destination: 211.137.191.26 #目的IP地址

传输层UDP数据段头部信息：

User Datagram Protocol, Src Port: 57527, Dst Port: 53
Source Port: 57527 #源端口号，端口号取值为0-65535
Destination Port: 53 #目的端口号
Length: 41
Checksum: 0x54eb [unverified]
[Checksum Status: Unverified]
[Stream index: 56]
[Timestamps]

应用层信息，此处是DNS协议：

Domain Name System (query)
Transaction ID: 0x4360
Flags: 0x0100 Standard query#Flags表示请求信息，16位
    0... .... .... .... = Response: Message is a query#QR位，0为请求1为响应
    .000 0... .... .... = Opcode: Standard query (0)#4bit，0表标准，1表反向，2表服务器状态请求
    .... ..0. .... .... = Truncated: Message is not truncated#截断标志位，1表示响应超过512字节并被截断。在这里前一位（AA授权回答位）没有指明，因为该位在响应报文中有效
    .... ...1 .... .... = Recursion desired: Do query recursively#该位为1表示客户端希望得到递归回答，在此后的1位没有指明，因为是recursion available仅在响应报文中有效且置1时表示可以得到递归响应
    .... .... .0.. .... = Z: reserved (0)#保留位，3bit
    .... .... ...0 .... = Non-authenticated data: Unacceptable#仍是保留位的一部分，此后4bit属于响应信息

Questions: 1
Answer RRs: 0
Authority RRs: 0
Additional RRs: 0
Queries
    www.xjtu.edu.cn: type A, class IN#资源记录类型A表示主机采用IPv4，对于Internet信息class总是IN。
[Response In: 1980]#指明响应信息在1980帧

找到一个有202.117.1.13内容的DNS单元，分析响应过程的分层情况

由于遵从相同的协议，响应信息和请求信息基本相同，需要注意的是数据链路层、网络层、传输层源和目的方互换，表现为MAC地址、IP、端口号的对应，且DNS协议帧中，之前在请求信息中心缺省的标志位AA位、Recursion available、rcode都出现了。

通过HTTP协议单元分析TCP、IP、ETHERNET II协议数据单元内容

找到一个目的地址为202.117.1.13的HTTP单元，分析请求过程中的TCP、IP、ETHERNET II协议数据单元内容

Ethernet II协议定义了局域网中采用的电缆类型和信号处理方式，它由6个字节的目的MAC地址，6个字节的源MAC地址，2个字节的类型域（用于标示封装在这个Frame、里面的数据的类型）组成，接下来是46-1500字节的数据和4字节的帧校验。

Ethernet II, Src: ASUSTekC_95:76:c9 (d0:17:c2:95:76:c9), Dst: Tp-LinkT_16:47:c8 (28:2c:b2:16:47:c8)
Destination: Tp-LinkT_16:47:c8 (28:2c:b2:16:47:c8)#目的地址
Source: ASUSTekC_95:76:c9 (d0:17:c2:95:76:c9)#源地址
Type: IPv4 (0x0800)

IP数据报部分：

Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.1.100, Dst: 202.117.1.13
    0100 .... = Version: 4#版本
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)#首部长度
    Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)#服务类型，IPv4[RFC0791]的最初规范指定了一个服务类型（ToS）字段，由于他们从未被广泛使用，因此最终被分为两部分。DS：区分服务代码点（指预定义的具有特殊含义的位）   ESN:显示拥塞通知
    Total Length: 585#总长度
    Identification: 0x0fe4 (4068)
Flags: 0x4000, Don't fragment
    0... .... .... .... = Reserved bit: Not set
    .1.. .... .... .... = Don't fragment: Set#DF=1，表示不允许分片
    ..0. .... .... .... = More fragments: Not set#这是若干数据报片中的最后一个。
    Fragment offset: 0#由于不允许分片，偏移为0
    Time to live: 128
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0x0000 [validation disabled]#首部校验和
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 192.168.1.100#源IP
Destination: 202.117.1.13#目的IP，即www.xjtu.edu.cn

TCP报文段：

Transmission Control Protocol, Src Port: 53430, Dst Port: 80, Seq: 1, Ack: 1, Len: 545
    Source Port: 53430
    Destination Port: 80
    [Stream index: 48]
    [TCP Segment Len: 545]
    Sequence number: 1    (relative sequence number)
    Sequence number (raw): 2476176986#序号
    [Next sequence number: 546    (relative sequence number)]
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Acknowledgment number (raw): 913643810#确认号，期望收到对方的下一个 
报文段的数据的第一个字节的序号。
    0101 .... = Header Length: 20 bytes (5)
    Flags: 0x018 (PSH, ACK)
    000. .... .... = Reserved: Not set
    ...0 .... .... = Nonce: Not set
    .... 0... .... = Congestion Window Reduced (CWR): Not set
    .... .0.. .... = ECN-Echo: Not set
    .... ..0. .... = Urgent: Not set
    .... ...1 .... = Acknowledgment: Set
    .... .... 1... = Push: Set
    .... .... .0.. = Reset: Not set
    .... .... ..0. = Syn: Not set
    .... .... ...0 = Fin: Not set
    [TCP Flags: ·······AP···]
    Window size value: 258#窗口
    [Calculated window size: 66048]
    [Window size scaling factor: 256]
    Checksum: 0x8fca [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0#紧急指针
    [SEQ/ACK analysis]
    [Timestamps]
    TCP payload (545 bytes)

找到一个源地址为202.117.1.13的HTTP单元，分析响应过程中的TCP、IP、ETHERNET II协议数据单元内容

Ethernet II协议帧部分与请求过程只是源与目的互换身份；
IP数据报部分：

Internet Protocol Version 4, Src: 202.117.1.13, Dst: 192.168.1.100
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 420
    Identification: 0x0b7e (2942)
    Flags: 0x4000, Don't fragment
        0... .... .... .... = Reserved bit: Not set
        .1.. .... .... .... = Don't fragment: Set
        ..0. .... .... .... = More fragments: Not set
    Fragment offset: 0
    Time to live: 41#响应的TTL比请求过程要短
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0xb747 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 202.117.1.13
Destination: 192.168.1.100