网络工程规划与系统集成实验指导书样本

《网络工程规划与系统集成》

实验指引书

第2学期

编写人:

安徽科技学院数理与信息工程学院

《网络工程规划与系统集成》实验指引书

课程名称：网络工程规划与系统集成

课程类型：专业选修课

学时：实验课学时18

授课对象：网络工程专业

一、教学目的

通过本课程教学，协助学生掌握综合布线、网络

设计以及第二层、第三层网络逻辑设计。培养学

生实际动手能力和为实际网络设计、布线、睑证

测试等能力。,使学生可以运用网络工程规划思

想去解决解决现实问题，启发学生创新意识,

提高学生在网络设计过程中分析问题和解决问

题实际动手能力，使学生理论知识和实践技能

得到共同发展。

二、教学内容及学时分派

教学内容学时

网络架构及合同分析3

rawsocket分析3

五、教材及重要参照书目

[1]王波.网络工程规划与设计[M].北京：机械工业出版社，

[2]刘天华,孙阳.网络系统集成与综合布线[M].北京:人民邮电出版社，

[3]王勇，刘晓辉著.网络系统集成与工程设计[M].科学出版社，.

[4]孙丽华，张坚林，危建国著.网络综合布线技术与工程实训教程[M].北京：电子工业出版

社，.

实验一网络架构及合同分析

L背景知识

1.1以太网封装

•>

以太网封装（RFC3M-------------------------41500字节---------------------->；

目的地址源地址类型数据CRC

66246-15004

类型IP数据报

0800

46-1500

勰ARP请求/应答PAD

22818

类型RARP请求/应答PAD

8035

22818

图I以太网封装格式(RFC894)

由于虚拟机和本机电脑所在网络属于以太网，因此wireshark抓取数据也是按照以太网格式封

装。以太网首部封装相应于wireshark信息中ElhemetII。如下图：

EEthernetII,Src:vmware_c0:00:08(OO:5O:56:cO:OO:O8),Dst:Vmware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

aDestination:vmware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

Address:vmware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

......0.....................=LGbit:Globallyuniqueaddress(factorydefault)

.......0...................=IGbit:individualaddress(unicast)

0Source:vmware_c0:00:08(OO:5O:56:cO:OO:O8)

Address:vmware_c0:00:08(OO:5O:56:cO:OO:O8)

......0.....................-LGbit:Globallyuniqueaddress(factorydefault)

.......0...................=IGbit:individualaddress(unicast)

Type:IP(0x0800)

图2wireshark抓取以太网首部信息

从Wireshark抓取信息中可以看出类型为0X0800（IP）,阐明背面数据

为IP数据报。

1.2IP数据报

IP数据报格式如图3,普通IP首部长度为20个字节（不含选项字段）

0151631

4位4位首部位服务类型

816位总长度（字节数）

版本长度（TOS）

3位

16位标识13位片偏移

标志

8位生存时间

16位首部检验和

（TTL）8位协议20字节

32位源1P地址

32位目的IP地址

选项（如果有）

数据

图3IP数据报格式及首部中各字段

其中当前合同版本号是4,即IPV4。

首部长度指是首部占32bit字数目，涉及任何选项。由于它是一种4比特字段，因而首部最长

为60个字节。

服务类型（TOS）字段涉及一种3bit优先权子字段（当前已被忽视），4bitTOS子字

段和1bit未用位但必要置0o4bitTOS分别代表：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最

小费用.4bit中只能置其中1bit。如果所有4bit均为0,那么就意味着是普通服务。RFC

1340［ReynoldsandPostel1992］描述了所有原则应用如何设立这些服务类型。RFC

1349（Almquist1992］对该RFC进行了修正,更为详细地描述了TOS特性。

总长度字段是指整个IP数据报长度，以字节为单位。

标记字段唯•地标记主机发送每•份数据报。普通每发送•份报文它值就会加loRFC791

[Postel1981a]以为标记字段应当由让IP发送数据报上层来选取。但是在大多数从伯克利派生出

来系统中，每发送•种IP数据报,IP层都要把一种内核变量值加1,不论交给IP数据来自哪一

层。

标志字段用其中一种比特来表达“更多片”。除了最后一片外，其她每个构成数据报片都

要把该比特置1。标志字段中有一种比特称作“不分片”位。如果将这一比特置1,1P将不对

数据报进行分片。相反把数据报丢弃并发送一种ICMP差错报文给起始端。

片偏移字段指是该片偏移原始数据报开始处位置。此外，当数据报被分片后，每个片总长度

值要改为该片长度值。

TTL(time-to-live)生存时间字段设立了数据报可以通过最多路由器数。它指定了数据报

生存时间。

8位合同，这个字段定义了IP数据报数据某些使用合同类型。惯用合同及其十进制数值涉

及ICMP(l)、TCP(6)、UDP(17)

首部检查和字段是依照IP首部计算检杳和码。它不对首部背面数据进行计算。

IP数据报首部相应wireshark抓取信息如下：

图4wireshark抓取IP数据报首部信息

使用IP版本为4,IP首部长度20bytes,服务类型值为0x00阐明为普通服

务,IP数据报总长度为60字节，标记为0x141b,标志位0x00,RFC791指

出

Bit0:reserved,mustbezeroBit1:(DF)0=MayFragment,1=Don't

Fragment.Bit2:(MF)0=LastFragment,1=MoreFragments,Bp保

存位必要为0.片偏移为0.TTL为64,8位合同为1,阐明使用ICMP合同。

1.3ICMP报文

ICMP正式规范在RFC792中定义,ICMP报文首部如卜.:

0781516•31

8位类型8位代码16位检验和

（不同类型和代码有不同的内容）

图5ICMP报文

PING程序发送一份ICMP回显祈求报文给主机，并等待运回ICMP回显应答，PING回显祈求

和回显应答格式如下：

078151631

类型(0或8)代码(0)检验和T

8字节

标识符序号1

7选项数据/7

图6ICMP回显祈求和回显应答报文格式

ICMP相应wireshark抓取信息如下：

□internetcontrolMessageProtocol

Type:8(Echo(ping)request)

Code:0

checksum:0x4ba9[correct]

Identifier(BE):1(0x0001)

Identifier(LE):256(0x0100)

Sequencenumber(BE):434(0x01b2)

sequencenumber(LE):45569(0xb201)

「Responseframe:41

0Data(32bytes)

Data:6162636465666768696a6b6c6d6e6f707172737475767761..,

[Length:32]

图7wireshark抓取ICMP报文信息

类型8、代码0:PING祈求。类型0、代码0:PING应答。类型11.代码

0:PING超时。检查和为0x4ba9,标记符0X0001和0X0100,序号为434

和455691CMP报文中标记符和序列号字段由发送端任意选取设定，这些

值在应答中将被返回。这样，发送端就可以把应答与祈求进行匹配。

1.4arp报文格式

由于ping程序在拟定目的主机时候会用到arp合同，因此此处也列出arp报文格式，如图8:

—硬件地址长度

»协议地址长度

硬件协议Z71~爰送端娶送端目的以太网口的

类型类型叶以太网地址IP地址地址IP地址

464

28字节ARP请求/应答

图8ARP祈求或应答分组格式

1.5IPV6

IPV6报文格式如下图：

04121631

VersionClassFlowLabel

PayloadLengthNextHeaderHopLimit

SourceAddress(16bytes)

DestinationAddress(16bytes)

PossibleExtensionIkadcr(s)

Pa.vload

图13IPv6报文格式(RFC2640)

Version(4-bit):IP版本，该字段值为6

TrafficClass(8-bit):流晟分类，与IPv4包头TOS类似

FlowLabel(20-bit):流标签，用来标记IPv6数据包一种流

PayloadLength。6-bit):有效载荷长度，扩展报头也算在Payload长度里

NextHeader(8-bit):解决选项字段，分段，安全，移动性，松散源路由，记录路由等新方式

HopLimil:(8-bil):定义IP数据包所能通过最大跳数，每跳一次将此值减Io

SourceAddress(128-bit):IP数据包源地址

DestinationAddress(128-bit):IP数据包目地址

PossibleExtensionHeader(s):犷展报头

扩展报头(RFC2460)

ValueTypeofHeader

0Hop-by-HopOptionsHeader

6TCP(UpperLayer)

17UDP(UpperLayer)

41EncapsulatedIPv6Header

43RoutingHeader

44FragmentHeader

50EncapsulatingSecurityPayload

51AuthenticationHeader

58ICMPv6(UpperLayer)

59Nonextheader

60DestinationOptions

ICMPv6报文格式

ICMPv6报文格式和ICMP报文格式基本相似，如图61CMP回显祈求和回显应答报文格式。

综上所述可以得到wireshark抓取pingubuntuIPv6地址信息表：

6字节目的乂人(：地址6字节源MAC地址2字节类型以太网首部

4位

8位流量分类20位流标签

版本

16有效载荷长度8位下一首部8位跳数限制

IPv6首部

128位源IP地址

128位目IP地址

8位类型8位代码16位校验和

ICMP首部

16位标记符16位序列号

ICMP数据某些CMP数据某些

表.7IPv6bwireshark抓取信息表

Wireshark抓取数据如图14,将数据填入表7可以得到表8

EthernetII,Src:ware_c0:00:08(00:50:56:c0:00:08),D$t:Vttware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

3Destination:ware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

sSource:vware_c0:00:08(00:50:56x0:00:08)

Type：IPv6(0x86dd)

-InternetProtocolversion6,Src:fe60::b4:82aa:7985:c397(fe80::b4:82aa:7985:c397),D$t:fe80::20c:29ff:fe6c:dee7(fe80::20c:25ff:fe6c:dee7)

由0110....-version:6

@00000000..................................................•Trafficclass:0x00000000

...........................00000000000000000000=Flwlabel：OxOOMOOOO

Payloadlength:40

Nextheader:ICMFV6(58)

Hoplimit:64

Source:fe80::b4:82aa:7985:c397(fe80::b4:82aa:7985:c397)

Destination:fe80::20c:29ff:fe6c:ctee7(fe80::20c:29ff:fe6c:dee7)

[DestinationSAMAC：wware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)]

[SourceGeoIP：unknown]

[DestinationGeoIP：unkncwn]

SinternetControlMessageProtocolv6

Type:Echo(ping)request(128)

code:0

Checksun:0x0d9a[correa]

Identifier:0x0001

Sequence:129

「ResDonsein:101

tData(32byres)

Data:6162636465666768696a6Mc6d6e6f707172737475767761...

[Length:32]

图14wireshark抓取ping数据

2.实验目

1）熟悉Nirshark安装和使用

2）理解ping程序使用到合同，并分析使用到合同

使用wireshark对ping进行抓包，理解抓取内容

3,实验内容

1）在理解以太网构造基本上，使用wireshark对ping合同进行抓包解析，并将其内容对的填写到

表1相应位置

2）使用wireshark对ping合同在IPV6条件下进行抓包解析，并将相应内容填写到表

7中。

4•实验环节

I）安装并学会使用wireshark.懂得如何对ping进行抓包

2）打开虚拟机ubuntu,并为ubuntu配备与主机在同一局域网IP地址

3）将wireshark置为抓包状态

4)在windowsxp卜pingubuntuIP,将wireshark抓取到信息进行保存

5)分析抓取到信息，并将其填写到相应格式中

对IPV6下抓包，重复上面1・5环节。

详细如下：

4.1IPV4下抓包解析

实验环节如下：

①.使用ifcongfig命令查看ubuntuip地址

fangfan-Linuxtfconfig

etheLinkencap:Ethern«tHWaddr66:6c:29:6c:d«:e7

tnetaddr：192.168.117.129Bcast：192.168.117.255Mdsk：255.255.255.e

tnetfiaddr:fe86：:28c:29ff:fe6c:dee7/64Scope:Ltnk

UPBROADCASTRUNNINGMULTICASTMTU：1500Metric：1

RXpackets:1983errors:©dropped:©overruns:©frame:0

TXpackets:925errors:。dropped:©overruns:©carrier:©

collisions:©txqueuelen:1000

RXbytes:1953967(1.9MB)TXbytes:81887(81.8KB)

Interrupt:19Baseaddress:6x2666

toLinkencap:LocalLoopback

tnetaddr:127.e.O.lMask:255.6.0.0

tnet6addr:::1/128Scope:Host

UPLOOPBACKRUNNINGMTU：65536Metric：1

RXpackets:56errors:。dropped：eoverruns:©frame:0

TXpackets:56errors:©dropped：eoverruns:©carrier:©

collisions:6txqueuelen：e

RXbytes:4213(4.2KB)TXbytes:4213(4.2KB)

图9vmwareplayer中ubuntuip地址

可以看出ubuntuip地址为：192.168.117.129。

wireshark启动对VMnetg监控，然后在windows卜dos命令行中使用命令:ping192.168.117.129,

如下图

:\Users\admin>ping192.168.117.129

■2

Ping192.168.11?r32

fnI

=iu

z192.168.117.129rTTL=64

=u

T-192.168.117.129Q.cTTL=64

TIu

NT192.168.117.129nTTL=64

=fnIu

I192.168.117.129ITTL=64

n二S

9pi旗

口

192.168117.12丢失

往

返

麴

包

•已Mng

%攵%0

•=已-

估

毫

管⑴

计

的W

程

0长

取==0ns

ns，

图lOpingI92.I6X.117.129

Ping命令后,从wireshark抓

取数据可以看出，会一方面进

行广播(arp合同)询问“Who

has192.168.117.129?Tell

192.168.117.1w,并得到回答

00:50:56:c0:(X):080x0806(ARP)以太网首部

192.168.117.129isat

00:0c:29:6c:de:e7\正常ping

通，依照wireshark抓取数据

填写表2得到表3和表4:

ff:ff:ff:ff:ff:ff(Broadcast)

1(Ethernet)0x0800(IP)641(request)00:50:56x0:00:08

ARP分组格式

192.168.117.100:00:00:(X):00:00192.168.117.129

表3ping程序寻找目的主机时数据信息

00:50:56x0:00:0800:0c:29:6c:de:e70x0806(ARP)以太网首部

1(Ethernet)0x0800(IP)642(reply)00:0c:29:6c:de:e7

ARP分组格式

192.168.117.12900:50:56x0:00:08192.168.117.1

表4ping程序得到目的主机回答时数据信息

然后就是ICMP报文，依照wireshark抓取第一条ICMP报文信息如图11,填写表1得到表5,

EthernetII,Src:vmware_c0:00:08(00:50:56:cO:00:08),Dst:vmware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

aDestination:vmware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

Address:vmware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

............0..........................................=LGbit:Globallyuniqueaddress(factorydefault)

..............0......................................=IGbit:individualaddress(unicast)

3Source:vrwware_c0:00:08(00:50:56:CO:00:08)

Address:vmware_c0:00:08(00:50:56:cO:00:08)

....0..........................................-LGbit:Globallyuniqueaddress(factorydefault)

......0......................................-IGbit:individualaddress(unicast)

Type:IP(0x0800)

BinternetProtocolVersion4,src:192,168.117.1(192.168.117.1),Dst:192.168.117.129(192.168.117.129)

version:4

Headerlength:20bytes

田DifferentiatedservicesField:0x00(DSCP0X00:Default;ECN：0X00:Not-ECT(NotECN-capableTransport))

TotalLength:60

Identification:0x141b(5147)

S)Flags:0x00

Fragmentoffset:0

Timetolive:64

Protocol:ICMP(1)

田Headerchecksum:0xfad2[validationdisabled]

source：192.168.117.1(192.168.117.1)

Destination：192.168.117.129(192.168.117.129)

[SourceGeoiP：unknown]

[DestinationGeoIP：unknown]

FIinternetControlMessageProtocol

Type:8(Echo(ping)request)

Code:0

checksum:0x4ba9[correct]

identifier(BE):1(0x0001)

identifier(L£):256(0x0100)

Sequencenumber(BE):434(0x01b2)

Sequencenumber(LE):45569(0xb201)

「Responseframe:41

3Ddld(32byle>)

Data:6162636465666768696a6b6c6d6e6f707172737475767761...

[Length:32]

图11wireshark抓取第•条ping祈求报文信息

00:0c:29:6c:de:e700:50:56x0:00:08OxO8OO(IP)以太网首部

4200x0060

0x141b0x000

64l(ICMP)Oxfad2IP首部

192.168.117.1

192.168.117.129

8(Echo(ping)

00x4ba9

request)

ICMP首部

BE:0x0001BE:0x01b2

LE:0x0100LE:0xh20l

61:62:63:64:65:66:67:68:69:6a:6b:6c:6d:6e:6f:70:

ICMP数据某些

71:72:73:74:75:76:77:61:62:63:64:65:66:67:68:69(32bytes)

表5ping祈求报文信息表

按下来一条信息是ping应答报文信息，wireshark抓取数据如图12,将wires抓取信息填入表1

中得到表6:

EthernetII,Src:vmware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7),Ost:vnware_c0:00:08(00:50:56:cO:00:08)

BDestination:vmware_c0:00:08(00:50:56:cO:00:08)

Address:vmware_c0:00:08(00:50:56:cO:00:08)

.............0..........................................-LGbit:Globallyuniqueaddress(factorydefault)

......0......................................-IGbit:individualaddress(unicast)

Esource:vmware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

Address:Vimvare_6c:de:e7(00:Oc:29:6c:de:e7)

.............0..........................................=LGbit:Globallyuniqueaddress(factorydefault)

..........0......................................=IGbit:individualaddress(unicast)

Type:IP(0x0800)

EinternetProtocolversion4,Src:192.168.117.129(192.168.117.129),Dst:192.168.117.1(192.168.117.1)

version:4

Headerlength:20bytes

(£DifferentiatedservicesField:OxOO(DSCP0X00:Default;ECM:0X00:Not-ECT(NotECN-CapableTransport))

TotalLength:60

identification:0x9922(39202)

(£Flags:0x00

Fragmentoffset:0

Timetolive:64

protocol:ICMP(1)

(£Headerchecksum:Ox75cb:validationdisabled]

source：192.168.117.129(192.168.117.129)

Destination:192.168.117.1(192.168.117.1)

[SourceGeoiP：unknown]

[DestinationGeoiP：unknown]

internetControlMessageProtocol

Type:0(Echo(ping)reply)

Code:0

Checksum:Ox53a9[correct]

Identifier(BE):1(0x0001)

Identifier(LE):256(0x0100)

Sequencenumber(BE):434(0x01b2)

Sequencenumber(LE):45569(0xb201)

「Requestframe:31

[Responsetime:0.084ms]

EData(32bytes)

Data:6162636465666768696a6b6c6d6e6f707172737475767761...

[Length:32]

图12wireshark抓取ping应答报文信息

00:50:56x0:00:0800:0c:29:6c:dc:c70x0800(IP)以太网首部

4200x0060

0x99220x000

64l(ICMP)0x75cbIP首部

192.168.117.129

192.168.117.1

0(Echo(ping)reply)00x53a9

ICMP首部

BE:0x000lBE:0x01b2

LE:0x0100LE:0xb201

61:62:63:64:65:66:67:68:69:6a:6b:6c:6d:6e:6f:70:

ICMP数据某些

71:72:73:74:75:76:77:61:62:63:64:65:66:67:68:69

表6ping应答报文信息表

别的几条ping信息类似于上面两条，这里就不再一一列举。

4.2IPV6下抓包解析

ICMPv6报文格式

ICMPv6报文格式和ICMP报文格式基本相似，如图6ICMP何显祈求和何显应答报文格式。

综上所述可以得到wireshark抓取pingubunluIPv6地址信息表：

6字节目的MAC地址6字节源MAC地址2字节类型以太网首部

4位

8位流量分类20位流标签

版本

16有效载荷长度8位下一首部8位跳数限制

IPv6首部

128位源IP地址

128位目IP地址

8位类型8位代码16位校验和

ICMP首部

16位标记符16位序列号

ICMP数据某些ICMP数据某些

表7IPv6下wireshark抓取信息表

Wireshark抓取数据如图14,将数据填入表7可以得到表8

EthernetII,Src:wware_c0:00:08(00:50:56:c0:00:08),Dst:vrrware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

3Destination:w*are_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)

SSource:v*rare_c0:00:08(00:50:56x0:00:08)

Type：IPv6(0x86dd)

aIniernerProtocolversion6,5rc:fe60::b4:82aa:7985:c397(fe80::b4:82aa:7985:c397),D$t:fe80::2Oc:29ff:fe6c:dee7(fe80::20c:2?ff:fe6c:dee7)

£0110....-version:6

@00000000..................................................-Trafficclass:0x00000000

...........................00000000000000000000=Flwlabel：0x00000000

Payloadlength:40

Nextheader:ICMFV6(58)

Hoplimit:64

Source:fe80::b4:82aa:7985:c397(fe80::b4:82aa:7985:c397)

Destination:fe80::20c:29ff:fe6c:cfee7(fe80::2Oc:29ff:fe6c:dee7)

[DestinationSAMAC：wware_6c:de:e7(00:0c:29:6c:de:e7)]

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