2014实验讲义-协议分析-西普版.ppt

1、网络协议分析讲义,通信与信息系统实验室,Email:,主要实验内容,本部分实作主要是基于西普科技simplePADnetriver2000协议开发实验平台系统 熟悉网络协议分析原理及软件的使用； 通过数据包捕获分析以太网MAC层帧结构； 掌握网络层协议的工作过程及分层数据包结构； 通过高层协议选作，了解IP网络服务运行的机制和协议流程。,网络协议的概念,计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。 这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络协议(network protocol)，简称为协议。,文件传

2、送的工作过程,文件传送模块,计算机 1,计算机 2,文件传送模块,好像文件传送协议 是按照水平方向的虚线传送的,把文件交给下层模块 进行发送,把收到的文件交给 上层模块,再设计一个通信服务模块,文件传送模块,计算机 1,计算机 2,文件传送模块,只看这两个通信服务模块 好像通信协议可直接把文件 可靠地传送到对方,把文件交给下层模块 进行发送,把收到的文件交给 上层模块,通信服务模块,通信服务模块,再设计一个网络接入模块,文件传送模块,计算机 1,计算机 2,文件传送模块,通信服务模块,通信服务模块,网络接入模块,网络接入模块,通信网络,网络 接口,网络 接口,网络接入模块负责做与网络接口细节有

3、关的工作 相关协议需要规定传输的帧格式，帧的最大长度等。,计算机网络协议分层结构,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机 1,AP2,AP1,计算机 2,应 用 程 序 数 据,10100110100101 比 特 流 110101110101,注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次,应 用 程 序 数 据,协议开发平台界面,协议视图,实验一：链路层帧格式分析,实验目的 熟悉网络协议分析原理及协议分析软件的使用； 分析Ethernet V2标准规定MAC层帧结构，了解IEEE802.3标准规定的MAC层帧结构； 了解TCP/IP的主要协议及其层次结构。,实验内容,通过对截获帧进行分析，验

4、证MAC层帧结构； 初步了解TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。 基本实验方法 运行ping命令产生网络数据帧并捕获； 对网络协议数据的结构进行分析,实验二：网络层协议分析,实验目的 分析ARP报文首部格式，掌握ARP工作原理； 分析IP报文格式； 了解ICMP的工作过程。,实验内容,运行ping命令产生ARP解析过程，捕获网络数据帧； 对ARP、IP、ICMP网络层数据包结构进行分析,ARP包分析,实验原理补充知识,Ping 是Windows系列自带的一个可执行命令。利用它可以检查网络是否能够连通，用好它可以很好地帮助我们分析判定网络故障。应用格式：Ping IP地址。该命令还可以加许多

5、参数使用，具体是键入Ping按回车即可看到详细说明。 Ping的基本原理：向目标主机发送一个ICMP回声请求消息给目的地并报告是否收到所希望的ICMP回声应答。,Ping命令的基本原理,1.在同一网段内 问题：在主机A上运行“Ping 192.168.0.5”后，都发生了些什么呢? 首先，Ping命令会构建一个固定格式的ICMP请求数据包，然后由ICMP协议将这个数据包连同地址“192.168.0.5”一起交给IP层协议； IP层协议将以地址“192.168.0.5”作为目的地址，本机IP地址作为源地址，加上一些其他的控制信息，构建一个IP数据包，并想办法得到192.168.0.5的MAC地址

6、（物理地址，这是数据链路层协议构建数据链路层的传输单元帧所必需的），以便交给数据链路层构建一个数据帧。,问题：用什么办法得到MAC地址？,Ping命令的基本原理,1.在同一网段内 IP层协议通过机器B的IP地址和自己的子网掩码，发现它跟自己属同一网络，就直接在本网络内查找这台机器的MAC,如果以前两机有过通信，在A机的ARP缓存表应该有B机IP与其MAC的映射关系，如果没有，就发一个ARP请求广播，得到B机的MAC,一并交给数据链路层。 构建一个数据帧，目的地址是IP层传过来的物理地址，源地址则是本机的物理地址，还要附加上一些控制信息，依据以太网的介质访问规则，将数据帧传送出去。,问题：这个缓

7、存表是如何获得的？,A,Y,X,B,Z,主机 B 向 A 发送 ARP 响应分组,主机 A 广播发送 ARP 请求分组,ARP 请求,ARP 请求,ARP 请求,209.0.0.5,209.0.0.6,00-00-C0-15-AD-18,08-00-2B-00-EE-0A,我是 209.0.0.5，硬件地址是 00-00-C0-15-AD-18 我想知道主机 209.0.0.6 的硬件地址,我是 209.0.0.6 硬件地址是 08-00-2B-00-EE-0A,A,Y,X,B,Z,209.0.0.5,209.0.0.6,00-00-C0-15-AD-18,Ping命令的基本原理,主机B收到这

8、个数据帧后，先检查它的目的地址，并和本机的物理地址对比，如符合，则接收；否则丢弃。接收后检查该数据帧，将IP数据包从帧中提取出来，交给本机的IP层协议。同样，IP层检查后，将有用的信息提取后交给ICMP协议，后者处理后，马上构建一个ICMP应答包，发送给主机A，其过程和主机A发送ICMP请求包到主机B一模一样。 注意：实验中可以两个小组组成一个大组，运行ping命令后验证双方是否获得同样的数据包,Ping命令的基本原理,2.不在同一网段内 问题：和同一网段的情况有何不同？ 在主机A上运行“Ping 192.168.1.4”后，开始跟前述一样，到了需要MAC地址时，IP协议通过计算发现D机与自己

9、不在同一网段内，就直接将交由路由处理，也就是将网关的MAC取过来，原理与前述相同。 路由得到这个数据帧后，再跟主机D进行联系，如果找不到，就向主机A返回一个超时的信息。 注意：因为本实验室目前还没有连接外网，建议回到宿舍验证不属同网段机器间的ping命令执行过程。,Ping命令常见参数解析,Ping命令格式： Ping -t -a -n count -l length -f destination-list Ping 命令可以用来验证与远程计算机的连接。(该命令只有在安装了TCP/IP协议后才能使用) 【常用参数说明】 ： -t ：一直Ping指定的计算机,直到从键盘按下Ctrl+C中断。 -

10、a ：将地址解析为计算机NetBios名。 -n ：发送count指定的ECHO数据包数，通过这个命令可以自己定义发送的个数，对衡量网络速度很有帮助。能够测试发送数据包的返回平均时间，及时间的快慢程度。默认值为 4。 -l ：发送指定数据量的ECHO数据包。默认为 32 字节；最大值是65500byt。 -f ：在数据包中发送“不要分段”标志,数据包就不会被路由上的网关分段。通常你所发送的数据包都会通过路由分段再发送给对方，加上此参数以后路由就不会再分段处理。,ARP常用命令解析,ARP命令可用于显示和修改“地址解析协议(ARP)”缓存中的项目。ARP缓存中包含一个或多个表，它们用于存储IP地

11、址及其经过解析的以太网或令牌环物理地址。计算机上安装的每一个以太网或令牌环网络适配器都有自己单独的表。如果在没有参数的情况下使用，则arp命令将显示帮助信息。 语法 arp-aInetAddr-NIfaceAddr-dInetAddrIfaceAddr 参数解析： -aInetAddr 显示所有接口的当前ARP缓存表。要显示特定IP地址的ARP缓存项，请使用带有InetAddr参数的arp-a，此处的InetAddr代表IP地址。如果未指定InetAddr，则使用第一个适用的接口。 -dInetAddrIfaceAddr 删除指定的IP地址项，此处的InetAddr代表IP地址。对于指定的接口，要删除表中的某项，请使用IfaceAddr参数，此处的IfaceAddr代表指派给该接口的IP地址。要删除所有项，请使用星号(*)通配符代替InetAddr。 /? 在命令提示符下显示帮助。,ARP协议格式,ICMP协议报文类型,ICMP协议报文类型,可变 部分,首 部,0,4,8,