计算机原理第二次大作业祖博文

1、本科生实验报告课程名称：计算机原理与应用实验名称：Wireshark 分析 USB 设备任课教师：实验教师：实验日期：2020 年 1 月 16 日实验地点：实验类型：R 原 理 验 证£ 综 合 设 计创 新学生班级：05961807学号：1120181811学院：信息与电子学院专业：电子信息工程组号：同组同学：成绩：设备一：操作步骤：M220 无线鼠标1、打开 wireshark 软件并捕获 usbcap 的数据2、在过滤器中输入 usb.idProduct，选择鼠标 usb 的端口，可以看到设备描述符从设备描述符中，可以读出设备的相关信息blength：表示描述符的长度，固定为

2、 18 字节；bDescriptorType：描述符的类型，设备描述符取 1bcdUSB：设备使用的 USB 协议版本。USB2.0 写成 0×0200。所以该鼠标使用的协议为 USB2.0。bDeviceClass ： 设备使用的类代码， 一般为 0 ；当为 0 时。bDeviceSubClass 和bDeviceProtocol 也为 0。bDeviceSubClass：设备使用的子类代码bDeviceProtocol：设备使用的协议，为 0 时使用类定义的协议bMaxPackSize0：端点 0 的最大，取值可以是 8、16、32、64idVender：厂商 ID，由 USB分

3、配，不能随意使用。测试所用鼠标的品牌为IdProduct：IDbcdDevice：设备版本号iManufactuer：描述厂商的字符串的索引iProduct：描述的字符串的索引iSerialNumber：序列号字符串的索引，为 0 表示没有bNumConfigurations：可能的配置数；大部分设备只有一个配置，所以该字段的值为 13、在过滤器中输入 usb.binterval，查看接口描述符、端点描述符和 HID 描述符bLength：描述符长度bDescriptor Type：描述符类型，0x04 表示接口描述符bInterfaceNumber：接口编号，从 0 开始bAlternate

4、Setting：接口备用编号bNumEndpoints：接口所使用的端点数bInterfaceClass：该接口所用的类，HID 是 Human Interface Devices 的缩写，即人机接口设备，包括鼠标、键盘等。bInterfaceSubClass：接口所用的子类bInterfaceProtocol：接口所用协议，这是测试的设备是鼠标，所以协议为 mouseiInterface：接口字符串描述符的索引值bLength：描述符长度bDescriptor Type：描述符类型，0x05 表示端点描述符bEndpointAddress：端点地址，最表示传输方向，1 为主机输入，0 为输出

5、bmAttributes：端点属性，最低两位为传输类型；00 表示传输，01 表示等时传输，10表示批量传输，11 表示中断传输，图中为 03，所以为中断传输。wMaxPacketSize：端点支持的最大bInterval：对于中断端点，表示的帧间隔数bLength：描述符长度bDescriptor Type：描述符类型，0x21 表示 HID 描述符bCountryCode：代码bNumDescriptors：下级描述符的数量，至少为 1bDescriptorType：下级描述符类型，报告描述符为 0x22，物理描述符为 0x23wDescriptorLength：下级描述符长度4、分析 U

6、SB 数据在未设备时，可以看到主机依次和端口 1.3.0、1.4.0 和 1.5.0 建立连接过程。首先由主机向端口的响应；接着主机向设备获取设备描述符的请求，之后设备向主机获取配置描述符的请求，然后设备向主机相对应响应；之后主机向设备设置配置状态的请求，设备进行响应。鼠标 USB 后，主机与鼠标端口建立连接过程，产生了一系列的信号传输，包括中断传输、bulk 传输和传输。之后进行鼠标操作，测试鼠标数据含义。URB transfer type 标注了鼠标的传输方式为 interrupt，即中断传输。中断传输是一种保证频率的传输。中断端点在端点描述符中要报告它的查询间隔，主机会保证在小于这个时间

7、间隔的范围内安排一次传输。一般用于数据量不大，但是对时间要求较严格的设备中，比如鼠标、键盘等。鼠标消息共有 4 个字节：第一个字节描述鼠标按键的状态；第二个字节描述鼠标 X 坐标的变化情况；第三个字节描述鼠标 Y 坐标的变化情况；第四个字节描述鼠标滚轮的变化情况。测试结果为：第一个字节的高 5 位是固定的，为 00100，低三位描述按键状态； 当所有按键都未按下时，为 0000；当只按下鼠标左键时，为 001；当只按下鼠标右键时，为 010；当只按下鼠标中键时，为 100；第二个字节描述 X 方向的坐标变化， 为有符号数，负数表示向左移，正数表示向右移；第三个字节描述 Y 方向的坐标变化，负数

8、表示向上移，正数表示向下移；第四个字节描述滚轮的变化，负数表示向后滚动，正数表示向前滚动。因此，上图中 0201000000000000滚动滚轮。下图中 020000000000ff00将滚轮向后进行了滚动。表示鼠标左键按下，且没有上下左右移动或表示没有按键按下，也没有移动鼠标，但是鼠标的状态每发生一次变化，就会向主机主机返回一个不含数据的数据包。一个为 8 字节的数据包，而拔除鼠标 USB，会进行与时类似的操作信令图：设备二：惠普 K500 有线键盘键盘的测试方法与鼠标类似设备描述符：接口描述符：HID 描述符：端点描述符：键盘 USB：键盘数据含义测试：键盘的状态每发生一次变化，就会向主机

9、一个为 8 字节的数据包，而主机返回一个不含数据的数据包。下图为按下左 control；按下 K 键：同时按下左 control 和 a 键经过多次测试，得出结论：键盘发给主机的数据为 8 字节，第一个字节描述特的状态；第 0 位指示左 control 键，第 7 位指示右 control 键，第 1 位指示左shift，第 6 位指示右 shift，第三位指示左 Alt，第 5 位指示右 Alt。第三个字节到第八字节描述其余普通按键，如 a 键为 4，大写键为 39。信令图：设备三：设备描述符：DT10164GU 盘配置描述符：接口描述符：端口描述符：U 盘：把 U 盘中的文件剪切到 C 盘：拔除 U 盘：分析：U 盘与鼠标和键盘不同，传输方式为 bulk 传输。Bulk 传输适合需传输大量数据的时候。可以捕获到 U 盘和主机周期重复进行着 bulk in 和 b