实验四IP协议分析.docVIP

实验四 IP协议/TCP协议分析实验 一、实验目的 通过对截获帧进行分析，验证TCP/IP的主要协议和协议的层次结构，掌握对应数据包的内部封装结构。 二、实验内容 使用Ethereal网络监听软件对TCP/IP体系下的以太网链路层MAC帧，网络层ARP协议、ICMP协议和IP协议，传输层TCP协议和UDP协议格式进行分析。 三、实验知识 局域网按照网络拓扑结构可以分为星形网、环形网、总线网和树形网，相应代表性的网络主要有以太网、令牌环形网、令牌总线网等。局域网经过近三十年的发展，尤其是近些年来快速以太网（100Mb/s）、吉比特以太网（1Gb/s）和10吉比特以太网（10Gb/s）的飞速发展，采用CSMA/CD（Carrier sense，Multiple Access with Collision detection）接入方法的以太网已经在局域网市场中占有绝对优势，以太网几乎成为局域网的同义词。因此，本章的实验以以太网为主。 以太网MAC帧 常用的以太网MAC帧格式有两种标准，一种是DIX Ethemet V2标准，另一种是IEEE 的802.3标准。图 41显示了这两种不同的MAC帧格式。 图 41 Ethernet和IEEE 802.3/802.2定义的帧封装结构 Ethernet V2标准的MAC帧格式 DIX Ethernet V2标准是指数字设备公司（Digital Equipment Corp.）、英特尔公司（Intel Corp.）和Xerox公司在1982年联合公布的一个标准。它是目前最常用的MAC帧格式，它比较简单，由5个字段组成。第一、二字段分别是目的地址和源地址字段，长度都是6字节；第三字段是类型字段，长度是2字节，标志上一层使用的协议类型；第四字段是数据字段，长度在46～1500字节之间；第五字段是帧检验序列FCS，长度是4字节。 此外，为了使发送端和接收端达到位同步，实际传送时要在MAC帧前设置前同步码（7字节）和帧开始界定符（1字节）。这两个字段和帧检验序列FCS在网卡接收MAC帧时被去掉了，因此实验中抓包软件截获报文中没有这些字段。 Ethernet V2标准定义MAC帧都有最小长度要求，规定数据部分必须至少为46字节。为了保证这一点，必要时需要插入填充（pad）字节。 IEEE 802.3标准的MAC帧格式 1983年，IEEE（电子电气工程师协会）802委员会公布了一个和Ethernet V2标准稍有不同的标准集，局域网的数据链路层被拆成逻辑链路控制LLC子层和媒体接入控制MAC子层。MAC子层中定义了几种不同的局域网标准，如802.3针对整个CSMA/CD网络，802.4针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络。如图 41所示，802.2和802.3定义了一个与DIX Ethernet V2标准不同的以太网帧格式。 IEEE 802.3标准设计的主要特点是MAC层能够知道其有效数据的长度并能够为局域网提供面向连接的服务。与DIX Ethernet V2标准相比要复杂一些。 IEEE 802.3 MAC帧的第一、二字段也分别是目的地址和源地址字段，长度都是6字节；第三字段是长度／类型字段，如果该字段数值小于1500，它就表示MAC帧数据字段的长度；如果其数值大于0x0600，就表示类型，即上层协议的类型，此时802.3的MAC帧和Ethernet V2的MAC帧一样。 当长度／类型字段表示长度时，MAC帧的数据部分为802.2标准定义的LLC子层的LLC帧，其长度就是长度／类型字段的值。LLC帧的首部有3个字段，目的服务访问点DSAP（Destination Service Access Point，l字节）、源服务访问点SSAP（Source Service Access Point，1字节）和控制字段（1或2字节）。DSAP指出LLC帧的数据应当上交的协议，SSAP指出发送数据的协议，控制字段则指出LLC帧的类型。其数据字段、帧检验序列FCS字段、MAC帧前前同步码、帧开始界定符，以及最小长度要求与Ethernet V2标准类似。 此外，802.3标准为了能够更好地与Ethernet V2标准兼容，802委员会又制定了802.3子网接入协议SNAP（Sub-Network Access Protocol），对LLC首部进行扩展。使用SNAP协议时，DSAP和SSAP的值都设为0xaa，Control字段的值设为3，随后的3个字节Organization Code一般都置为0。再接下来的2个字节类型字段和以太网帧格式一样。 显然，与Ethernet V2标准相比，802.3标准在MAC帧中增加了8个字节的开销，而且实践证明，这样做过于繁琐，