1、TCP/IP協議分析實驗指導書目 錄TCP/IP原理及網絡編程技術實驗指導書1實驗一 ARP協議分析2一、實驗目的2二、實驗學時2三、實驗類型2四、實驗步驟2實驗二 IP協議分析4一、實驗目的4二、實驗學時4三、實驗類型4四、實驗步驟4實驗三TCP協議驗證7一、實驗目的7二、實驗學時7三、實驗類型7四、實驗步驟7實驗四HTTP協議驗證11一、實驗目的11二、實驗學時11三、實驗類型11四、實驗步驟11實驗五TCP網絡編程14一、實驗目的14二、實驗學時14三、實驗類型14四、實驗要求14實驗六HTTP網絡編程15一、實驗目的15二、實驗學時15三、實驗類型15四、實驗要求15實驗一 ARP協議

2、分析一、實驗目的1. 熟悉ARP的工作過程；2. 熟悉ARP的數據包結構。二、實驗學時2學時三、實驗類型驗證型實驗四、實驗步驟實驗分組進行，每組6人，采用網絡結構二。 其中主機B、主機E運行協議仿真編輯器，主機A、主機C、主機D、主機F 運行協議分析器；主機B啟用路由服務做路由器使用。 說明：主機A、C、D的默認網關是；主機E、F的默認網關是。主機B啟動靜態路由服務（方法：在命令行方式下，輸入“staticroute_config”）。按照拓撲結構圖連接網絡，使用拓撲驗證檢查連接的正確性。練習一：領略真實的ARP（同一子網）1. 主機A、B、C、D、E、

3、F在命令行下運行“arp -a”命令，察看ARP高速緩存表?！締栴}】l ARP高速緩存表由哪幾項組成？2. 主機A、B、C、D啟動協議分析器，打開捕獲窗口進行數據捕獲并設置過濾條件（提取ARP、ICMP）。 3. 主機A、B、C、D在命令行下運行“arp -d”命令，清空ARP高速緩存。 4. 主機A ping 主機D（）。 5. 主機A、B、C、D停止捕獲數據，并立即在命令行下運行“arp -a”命令察看ARP高速緩存。 【問題】l 結合協議分析器上采集到的ARP報文和ARP高速緩存表中新增加的條目，簡述ARP協議的報文交互過程以及ARP高速緩存表的更新過程。練習二：編輯

4、并發送ARP報文（同一子網）1. 在主機E上啟動仿真編輯器，并編輯一個ARP請求報文。其中: MAC層： “目的MAC地址”設置為FFFFFF-FFFFFF， “源MAC地址”設置為主機E的MAC地址。 協議類型或數據長度：0806。 ARP層： “發送端MAC地址”設置為主機E的MAC地址， “發送端IP地址”設置為主機E的IP地址（）， “目的端MAC地址”設置為000000-000000， “目的端IP地址”設置為主機F的IP地址（）。 2. 主機B、F啟動協議分析器，打開捕獲窗口進行數據捕獲并設置過濾條件（提取ARP協議）。 3. 主機E、B、F

5、在命令行下運行“arp -d”命令，清空ARP高速緩存。 4. 主機E發送已編輯好的ARP報文。 5. 主機E立即在命令行下運行“arp -a”命令察看ARP高速緩存。 6. 主機B、F停止捕獲數據，分析捕獲到的數據，進一步體會ARP報文交互過程。【問題】l ARP分組的長度是固定的嗎？試加以解釋。l 試解釋為什么ARP高速緩存每存入一個項目就要設置10-20分鐘的超時計時器。這個時間設置得太大或太小會出現什么問題？實驗二 IP協議分析一、實驗目的1. 掌握IP數據報的報文格式2. 掌握子網掩碼和路由轉發二、實驗學時2學時三、實驗類型驗證型實驗四、實驗步驟實驗分組進行，每組6人，采用網絡結構二

6、。說明：主機A、C、D的默認網關是；主機E、F的默認網關是。主機B啟動靜態路由服務（方法：在命令行方式下，輸入“staticroute_config”）。 按照拓撲結構圖連接網絡，使用拓撲驗證檢查連接的正確性。練習一：編輯并發送IP數據報1. 主機A啟動仿真編輯器，編輯一個IP數據報，其中： MAC層： 目的MAC地址:主機B的MAC地址（對應于接口的MAC）。 源MAC地址：主機A的MAC地址。 協議類型或數據長度：0800。 IP層： 總長度：IP層長度。 生存時間:128。 源IP地址:主機A的IP地址（）。

7、 目的IP地址:主機E的IP地址（）。 校驗和：在其他所有字段填充完畢后計算并填充。 【問題】l IP在計算校驗和時包括哪些內容？ 2. 在主機B（兩塊網卡分別打開兩個捕獲窗口）、E上啟動協議分析器，設置過濾條件（提取IP協議），開始捕獲數據。 3. 主機A發送第1步中編輯好的報文。 4. 主機B、E停止捕獲數據，在捕獲到的數據中查找主機A所發送的數據報。【問題】l 第1步中主機A所編輯的報文，經過主機B到達主機E后，報文數據是否發生變化？若發生變化，記錄變化的字段，并簡述發生變化的原因。 5. 將第2步中主機A所編輯的報文的“生存時間”設置為1。重新計算校驗和。 6. 主

8、機B、E重新開始捕獲數據。 7. 主機A發送第5步中編輯好的報文。 8. 主機B、E停止捕獲數據，在捕獲到的數據中查找主機A所發送的數據報。【問題】l 主機B、E是否能捕獲到主機A所發送的報文？簡述產生這種現象的原因。練習二：子網掩碼和路由轉發1. 所有主機取消網關。2. 主機A、C、E設置子網掩碼為24,主機B、D、F設置子網掩碼為40。 3. 主機A ping 主機B（），主機C ping 主機D（），主機E ping 主機F（）。 【問題】記錄實驗結果： 是否ping

9、 通 主機A-主機B  主機C-主機D  主機E-主機F  4. 主機A設置子網掩碼為52，主機C設置子網掩碼為54，用主機A ping 主機C（）。 【問題】記錄實驗結果： 是否ping 通 主機A-主機C  實驗三TCP協議驗證一、實驗目的1. 掌握TCP協議的報文格式2. 掌握TCP連接的建立和釋放過程3. 理解TCP重傳機制二、實驗學時4學時三、實驗類型驗證型實驗四、實驗步驟實驗分組進行，每組6人，每組網線若干，計算機6臺，均處于同一個局域網中。主機A、B、C、D、

10、E、F的網絡拓撲如下圖所示。說明：IP地址分配規則為主機使用原有IP，保證所有主機在同一網段內。練習一：察看TCP連接的建立和釋放l 連接建立1. 主機B、C、D啟動協議分析器進行數據捕獲,并設置過濾條件（提取TCP協議）。2. 主機A啟動仿真編輯器，進入TCP連接視圖。在“服務器信息/IP地址”中填入主機C的IP地址；使用“端口掃描”獲取主機C的TCP端口列表，在“服務器信息/端口”中填入主機C的一個TCP端口(大于1024)；點擊“連接”按鈕進行連接。3. 察看主機B、C、D捕獲的數據?！締栴}】根據B、C、D捕獲的數據，填寫下表。字段名稱報文1報文2報文3 Sequence Number

11、   Acknowledgement Number    ACK    SYN    l 連接釋放4. 主機A斷開與主機C的TCP連接。 5. 察看主機B、C、D捕獲的數據?！締栴}】1) 根據B、C、D捕獲的數據，填寫下表。 字段名稱報文4報文5報文6報文7Sequence Number     Acknowledgement Number     ACK    &#

12、160;SYN     2) 結合TCP連接過程中所填的表，理解TCP的三次握手建立連接和四次握手的釋放連接過程，理解序號、確認號等字段在TCP可靠連接中所起的作用。練習二：利用仿真編輯器編輯并發送TCP數據包§ 本練習將主機A和B作為一組，主機C和D作為一組，主機E和F作為一組，現僅以主機A和B為例，說明實驗步驟。 § 在本實驗中由于TCP連接有超時時間的限制，故仿真編輯器和協議分析器的兩位同學要默契配合，某些步驟（如計算TCP校驗和）要求熟練、迅速。 § 為了實現TCP三次握手過程的仿真，發送第一個連接請求幀之前，仿真端

13、主機應該使用“仿真編輯器/工具菜單/TCP屏蔽/啟動屏蔽”功能來防止系統干擾（否則計算機系統的網絡會對該請求幀的應答幀發出拒絕響應）。 § 通過手工編輯TCP數據包實驗，要求理解實現TCP連接建立、數據傳輸以及斷開連接的全過程。在編輯的過程中注意體會TCP首部中的序列號和標志位的作用。首先選擇服務器主機上的一個進程作服務器進程，并向該服務器進程發送一個建立連接請求報文,對應答的確認報文和斷開連接的報文也編輯發送。其步驟如下： 1. 主機B啟動協議分析器捕獲數據，設置過濾條件（提取http協議）。 2. 主機A上啟動仿真編輯器，在界面初始狀態下，程序會自動新建一個單幀，可以利用仿真編輯

14、器打開時默認的以太網幀進行編輯。 3. 填寫該幀的以太網協議首部，其中：源MAC地址：主機A的MAC地址。目的MAC地址：服務器的MAC地址。協議類型或數據長度：0800（IP協議）。 4. 填寫IP協議頭信息，其中： 高層協議類型：6（上層協議為TCP）。 總長度：40（IP首部+TCP首部）。 源IP地址：主機A的IP地址。 目的IP地址：服務器的IP地址(0)。 其它字段任意。 應用前面學到的知識計算IP首部校驗和。 5. 填寫TCP協議信息，其中： 源端口：任意大于1024的數，不要使用下拉列表中的端口。 目的端口：80（HTTP協議）。 序列號：選擇一個序號ISN

15、（假設1942589885），以后的數據都按照這個來填。 確認號：0。 首部長度和標志位：5002（即長度20字節，標志SYN=1）。 窗口大?。喝我?。 緊急指針：0。 使用協議仿真編輯器的“手動計算”方法計算校驗和；再使用協議仿真編輯器的“自動計算”方法計算校驗和。將兩次計算結果相比較，若結果不一致，則重新計算。 TCP在計算校驗和時包括哪些內容？將設置完成的數據幀復制2份；修改第二幀的TCP 層的“首部長度和標志”位為5010（即標志位ACK=1），TCP層的“序號”為1942589885+1。修改第三幀的TCP層的“首部長度和標志”位為5011（即標志位ACK=1、FIN=1），TCP層

16、的“序號”為1942589885+1。 6. 在發送該TCP連接請求之前，先ping 一次目標服務器，讓目標服務器知道自己的MAC地址。 7. 使用“仿真編輯器/工具菜單/TCP屏蔽/啟動屏蔽”功能，為TCPIP協議棧過濾掉收到的TCP數據。 8. 點擊菜單欄中的“發送”按鈕，在彈出對話框中選擇發送第一幀。 9. 我們假設接收字節序號為：3246281765，修改第二幀和第三幀的TCP層的“ACK確認序號”的值：3246281766。 10. 計算第二幀的TCP校驗和，將該幀發送。對服務器的應答報文進行確認。 11. 計算第三幀的TCP校驗和，將該幀發送。斷開連接，完成TCP連接的全過程。 1

17、2. 協議分析器一端截獲相應的請求及應答報文并分析，注意觀察“會話分析”中的會話過程。 13. 仿真端主機使用“仿真編輯器/工具菜單/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢復正常網絡功能。練習三：TCP的重傳機制本練習將主機A和B作為一組，主機C和D作為一組，主機E和F作為一組。現僅以主機A和B為例，說明實驗步驟。1. 主機B啟動協議分析器開始捕獲數據并設置過濾條件（提取TCP協議）。2. 主機A啟動仿真編輯器，進入TCP連接視圖。在“服務器信息/IP地址”中填入主機B的IP地址；使用“端口掃描”獲取主機B的TCP端口列表，在“服務器信息/端口”中填入主機B的一個TCP端口(大于1024)；點擊“連接

18、”按鈕進行連接。3. 主機A向主機B發送一條信息。4. 主機B使用“仿真編輯器/工具菜單/TCP屏蔽/啟動屏蔽”功能，過濾掉接收到的TCP數據。5. 主機A向主機B再發送一條信息。6. 主機B刷新捕獲顯示，當發現“會話分析視圖”中有兩條以上超時重傳報文后，使用“仿真編輯器/工具菜單/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢復正常網絡功能。7. 主機A向主機B再發送一條信息，之后斷開連接。8. 主機B停止捕獲數據。【問題】依據“會話分析視圖”顯示結果，繪制本練習的數據報交互圖。實驗四HTTP協議驗證一、實驗目的1. 掌握HTTP的報文格式2. 掌握HTTP的工作原理二、實驗學時2學時三、實驗類型驗證型實驗

19、四、實驗步驟該實驗采用網絡結構一說明：IP地址分配規則為主機使用原有IP，保證所有主機在同一網段內。按照拓撲結構圖連接網絡，使用拓撲驗證檢查連接的正確性。本試驗將主機A和B作為一組，主機C和D作為一組，主機E和F作為一組。現僅以主機A和B為例，說明實驗步驟。練習一：頁面訪問1. 主機A清空IE緩存。 2. 主機B啟動協議分析器開始捕獲數據并設置過濾條件（提取HTTP協議）。 3. 主機A啟動IE瀏覽器，在“地址”框中輸入“0/ experiment”，并連接。 4. 主機B停止捕獲數據，保存會話命令(方法：會話交互視圖單擊右鍵保存會話命令菜單，保存為Http1.

20、txt)，分析捕獲到的數據?！締栴}】a) 本練習使用HTTP協議的哪種方法？簡述這種方法的作用。 b) 根據本練習的報文內容，填寫下表。主機名 URL 服務器類型 傳輸文件類型 訪問時間 c) 參考“會話分析”視圖的顯示結果，繪制此次訪問過程的報文交互圖（包括TCP協議）。 練習二：頁面提交1. 主機B啟動協議分析器開始捕獲數據并設置過濾條件（提取HTTP協議）。 2. 主機A啟動IE瀏覽器，在“地址”框中輸入“0/ experiment/post.html”，并連接。在返回頁面中，填寫“用戶名”和“密碼”，單擊

21、“確定”按鈕。 3. 主機B停止捕獲數據，保存會話命令(方法：會話交互視圖單擊右鍵保存會話命令菜單，保存為Http2.txt)，分析捕獲到的數據?！締栴}】a) 本練習的提交過程使用HTTP協議的哪種方法？簡述這種方法的作用。b) 參考“會話分析”視圖的顯示結果，繪制此次提交過程的報文交互圖（包括TCP協議）。練習三：獲取頁面信息1. 主機A啟動仿真編輯器，進入“TCP連接視圖”。 2. 主機B啟動協議分析器開始捕獲數據，并設置過濾條件（提取HTTP協議）。 3. 主機A在“TCP連接視圖”上，設置“服務器信息IP地址”為服務器IP（0）；設置“服務器信息端口”為80；單擊“連接”按鈕來和服務器建立連接。 4. 主機A在“TCP連接視圖”上，設置“發送數據（文本）”為以下內容：5. HEAD /experiment/ HTTP/1.1<CRLF>6. Host: 0<CRLF>7. <CRLF>8. 單擊“發送”按鈕。（注<CRLF>是回車換行）9. 主機A在“TCP連接視圖”上的“顯示數據（文本）”中察看服務器返回信息。 10. 主機B停