计算机网络Wireshark实验报告

计算机网络Wireshark实验报告

631907060219

一、数据链路层

1.实作一 :熟悉 Ethernet 帧结构
(1)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。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(2)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。
答:因为它会把校验字段给过滤掉。\

2.实作二:了解子网内/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?

答:ping失败了。
在这里插入图片描述
(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?

答:ping baidu.com
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
目的mac:d6:1f:1c:27:a4:53
源mac:28:39:26:53:78:83
目的MAC地址是是网关的
源MAC地址是本机的物理地址

(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?
Ping 58.250.125.90
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
目的mac:d6:1f:1c:27:a4:53
源mac:28:39:26:53:78:83
目的MAC地址是网关的
源MAC地址是本机的物理地址

(4)问题: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?
答:因为本机发送消息到本子网以外必须经过网关,所以目的mac是网关的mac地址,但是同一子网以内的可以之间发送到达。

3.实作三 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
在这里插入图片描述
(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。
答: Ping失败了
在这里插入图片描述
(3)再次使用 arp -d * 命令清空 arp 缓存
在这里插入图片描述
(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。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(5)问题: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: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。

二、网络层

1.实作一 熟悉 IP 包结构
(1)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。
在这里插入图片描述
(2)问题: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?
头部长度是为了让接受方知道从哪里开始读取数据。总长度字段可以让接收方知道有哪些数据,可以把填充的数据去除掉。

2.实作二 IP 包的分段与重组
(1)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。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(3)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:它会转发到支持该数据传输的路由上,或者丢弃。

3.实作三 考察 TTL 事件
(1)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。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
每次到下一跳,ttl加1.
(2)问题: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?

三、传输层

1.实作一 熟悉 TCP 和 UDP 段结构
(1)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。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(2)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。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(3)问题: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?
源端口用来识别发送方进程,目的端口用来识别接收方进程。

2.实作二 分析 TCP 建立和释放连接
(1)打开浏览器访问 qige.io 网站,用 Wireshark 抓包(可用 tcp 过滤后再使用加上 Follow TCP Stream),不要立即停止 Wireshark 捕获,待页面显示完毕后再多等一段时间使得能够捕获释放连接的包。
在这里插入图片描述
(2)请在你捕获的包中找到三次握手建立连接的包,并说明为何它们是用于建立连接的,有什么特征。
【1】自我总结:何为三次握手?
TCP三次握手连接建立过程
Step1:客户端发送一个SYN=1,ACK=0标志的数据包给服务端,请求进行连接,这是第一次握手;
Step2:服务端收到请求并且允许连接的话,就会发送一个SYN=1,ACK=1标志的数据包给发送端,告诉它,可以通讯了,并且让客户端发送一个确认数据包,这是第二次握手;
Step3:服务端发送一个SYN=0,ACK=1的数据包给客户端端,告诉它连接已被确认,这就是第三次握手。TCP连接建立,开始通讯。
【2】截图:
第一次:
数据包的关键属性如下:
SYN :标志位,表示请求建立连接
Seq = 0 :初始建立连接值为0,数据包的相对序列号从0开始,表示当前还没有发送数据
Ack =0:初始建立连接值为0,已经收到包的数量,表示当前没有接收到数据
在这里插入图片描述
第二次:
数据包的关键属性如下:

Seq = 0 :初始建立值为0,表示当前还没有发送数据

Ack = 1:表示当前端成功接收的数据位数,虽然客户端没有发送任何有效数据,确认号还是被加1,因为包含SYN或FIN标志位。(并不会对有效数据的计数产生影响,因为含有SYN或FIN标志位的包并不携带有效数据)
第三次:
数据包的关键属性如下:
ACK :标志位,表示已经收到记录
Seq = 1 :表示当前已经发送1个数
Ack = 1 : 表示当前端成功接收的数据位数,虽然服务端没有发送任何有效数据,确认号还是被加1,因为包含SYN或FIN标志位(并不会对有效数据的计数产生影响,因为含有SYN或FIN标志位的包并不携带有效数据)。
在这里插入图片描述
(3)请在你捕获的包中找到四次挥手释放连接的包,并说明为何它们是用于释放连接的,有什么特征。
第一次:
ACK=1,ack=u+1,并且带上自己的序列号seq=v
在这里插入图片描述
第二次:
在这里插入图片描述
第三次:
FIN=1,ack=u+1
在这里插入图片描述
第四次:
ACK=1
在这里插入图片描述
(4)问题:去掉 Follow TCP Stream,即不跟踪一个 TCP 流,你可能会看到访问 qige.io 时我们建立的连接有多个。请思考为什么会有多个连接?作用是什么?
答:因为建立多个连接这样以后可以加快传输的速度,同时实现多个用户访问。

(5)问题:我们上面提到了释放连接需要四次挥手,有时你可能会抓到只有三次挥手。原因是什么?
答:因为中间的第二次和第三次被合并起来了。

四、应用层

1.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)。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(5)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。
在这里插入图片描述
(6)可了解一下 DNS 查询和应答的相关字段的含义

2.实作二 了解 HTTP 的请求和应答
(1)打开浏览器访问 qige.io 网站,用 Wireshark 抓包(可用http 过滤再加上 Follow TCP Stream),不要立即停止 Wireshark 捕获,待页面显示完毕后再多等一段时间以将释放连接的包捕获
在这里插入图片描述

(2)请在你捕获的包中找到 HTTP 请求包,查看请求使用的什么命令,如:GET, POST。并仔细了解请求的头部有哪些字段及其意义。
在这里插入图片描述
(3)请在你捕获的包中找到 HTTP 应答包,查看应答的代码是什么,如:200, 304, 404 等。并仔细了解应答的头部有哪些字段及其意义。
在这里插入图片描述
(4)问题:刷新一次 qige.io 网站的页面同时进行抓包,你会发现不少的 304 代码的应答,这是所请求的对象没有更改的意思,让浏览器使用本地缓存的内容即可。那么服务器为什么会回答 304 应答而不是常见的 200 应答?
答:304是对客户端有缓存情况下服务端的一种响应,客户端有缓冲的文档并发出了一个条件性的请求(一般是提供If-Modified-Since头表示客户只想比指定日期更新的文档)。服务器告诉客户,原来缓冲的文档还可以继续使用。
因为刷新qige.io网站并没有作出修改,所以回答的是304.

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值