《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告(4)

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告

學(xué)生姓名實(shí)驗(yàn)題目年級(jí)/專(zhuān)業(yè)/09級(jí)/軟件學(xué)院/傳學(xué)號(hào)班統(tǒng)軟工班201*119030網(wǎng)絡(luò)抓包工具與MAC協(xié)議分析試介；驗(yàn)（2）舉一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信（如MAC層）的例子，內(nèi)并用抓包工具分析其工作過(guò)程；容（3）總結(jié)與體會(huì)（1）Ethereal是一個(gè)開(kāi)放源碼的網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)，支持Linux和windows平臺(tái)。1.Ethereal的捕包平臺(tái)實(shí)網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)首先依賴(lài)于一套捕捉網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的函數(shù)庫(kù)。這套函數(shù)庫(kù)工作在在網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)驗(yàn)?zāi)�塊的最底層。作用是從網(wǎng)卡取得數(shù)據(jù)包或者根據(jù)過(guò)濾規(guī)則取出數(shù)據(jù)包的子集，再轉(zhuǎn)交給上層分報(bào)析模塊。從協(xié)議上說(shuō)，這套函數(shù)庫(kù)將一個(gè)數(shù)據(jù)包從鏈路層接收，至少將其還原至傳輸層以上，以告供上層分析。Ethereal網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)也需要一個(gè)底層的抓包平臺(tái)，在Linux中是采用Libpcap函數(shù)庫(kù)抓包，在windows系統(tǒng)中采用winpcap函數(shù)庫(kù)抓包（1）網(wǎng)絡(luò)抓包與協(xié)議分析工具的功能和用法簡(jiǎn)檢查記錄：2.層次化的數(shù)據(jù)包協(xié)議分析方法取得捕包函數(shù)捕回的數(shù)據(jù)包后就需要進(jìn)行協(xié)議分析和協(xié)議還原工作了。由于OSI的7層協(xié)議模型，協(xié)議數(shù)據(jù)是從上到下封裝后發(fā)送的。對(duì)于協(xié)議分析需要從下至上進(jìn)行。首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議識(shí)別后進(jìn)行組包還原然后脫去網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議頭。將里面的數(shù)據(jù)交給傳輸層分析，這樣一直進(jìn)行下去直到應(yīng)用層由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議種類(lèi)很多，就Ethereal所識(shí)別的500多種協(xié)議來(lái)說(shuō)，為了使協(xié)議和協(xié)議間層次關(guān)系明顯。從而對(duì)數(shù)據(jù)流里的各個(gè)層次的協(xié)議能夠逐層處理。Ethereal系統(tǒng)采用了協(xié)議樹(shù)的方式。擁有同樣父協(xié)議兄弟節(jié)點(diǎn)協(xié)議如何互相區(qū)分？Ethereal系統(tǒng)采用協(xié)議的特征字來(lái)識(shí)別。每個(gè)協(xié)議會(huì)注冊(cè)自己的特征字。這些特征字給自己的子節(jié)點(diǎn)協(xié)議提供可以互相區(qū)分開(kāi)來(lái)的標(biāo)識(shí)。由于采用了協(xié)議樹(shù)加特征字的設(shè)計(jì)，這個(gè)系統(tǒng)在協(xié)議解析上由了很強(qiáng)的擴(kuò)展性，增加一個(gè)協(xié)議解析器只需要將解析函數(shù)掛到協(xié)議樹(shù)的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上即可。3.基于插件技術(shù)的協(xié)議分析器所謂插件技術(shù)，就是在程序的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，把整個(gè)應(yīng)用程序分成宿主程序和插件兩個(gè)部分，宿主程序與插件能夠相互通信，并且，在宿主程序不變的情況下，可以通過(guò)增減插件或修改插件來(lái)調(diào)整應(yīng)用程序的功能。運(yùn)用插件技術(shù)可以開(kāi)發(fā)出伸縮性良好、便于維護(hù)的應(yīng)用程序。它著名的應(yīng)用實(shí)例有：媒體播放器winamp、微軟的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器ie等。在協(xié)議分析器中新增加一個(gè)協(xié)議插件一般需要插件安裝或者注冊(cè)，插件初始化，插件處理3個(gè)步驟，下面以Ethereal為例進(jìn)行分析如何利用插件技術(shù)新增加一個(gè)協(xié)議分析模塊。A.Ethereal由于采用插件技術(shù)，一個(gè)新加入開(kāi)發(fā)的程序員開(kāi)發(fā)一種新的協(xié)議分析模塊的時(shí)候不需要了解所有的代碼，他只需要寫(xiě)好這個(gè)協(xié)議模塊的函數(shù)后，寫(xiě)一個(gè)格式為proto_reg_handoff_XXX的函數(shù)，在函數(shù)內(nèi)調(diào)用注冊(cè)函數(shù)告訴系統(tǒng)在什么時(shí)候需要調(diào)用這個(gè)協(xié)議模塊。B.在Ethereal中有一個(gè)角本專(zhuān)門(mén)來(lái)發(fā)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者定義的類(lèi)式proto_reg_handoff_xxx這樣的注冊(cè)函數(shù)名，然后自動(dòng)生成調(diào)用這些注冊(cè)函數(shù)的代碼。這樣開(kāi)發(fā)者不需要知道自己的注冊(cè)函數(shù)如何被調(diào)用的。這樣一個(gè)新的協(xié)議分析模塊就加入到系統(tǒng)中了。C.由于采用了插件方式，Ethereal良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)讓開(kāi)發(fā)者只需要關(guān)系自己開(kāi)發(fā)的協(xié)議模塊，不需要關(guān)心整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，需要將模塊整合進(jìn)系統(tǒng)只需要寫(xiě)一個(gè)注冊(cè)函數(shù)即可，連初始化時(shí)調(diào)用這個(gè)注冊(cè)函數(shù)都由腳本自動(dòng)完成了。正是因?yàn)橛泻芎玫捏w系結(jié)構(gòu)，這個(gè)系統(tǒng)才能夠開(kāi)發(fā)出如此多的協(xié)議解析器(2)這是ethereal的軟體畫(huà)面了我們開(kāi)始來(lái)抓封包了，點(diǎn)選Capture->Options在Interface選項(xiàng)，選擇你要抓封包的網(wǎng)卡選好再按START這是在抓封包的過(guò)程，可以觀察得到各協(xié)定所抓到的封包數(shù)量，抓到你想要的封包時(shí)，就可以按STOP了（3）總結(jié)與體會(huì):Ethereal不但支持五百多種協(xié)議解析，而且它還可以很好的融入系統(tǒng)中；并且在系統(tǒng)中加入一個(gè)新的協(xié)議解析器很簡(jiǎn)單，一個(gè)不了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的新手也可以根據(jù)留出的接口進(jìn)行自己的協(xié)議開(kāi)發(fā)。這都?xì)w功于Ehereal良好的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。它有很好的可擴(kuò)展性和結(jié)構(gòu)。這樣才能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要不斷加入新的協(xié)議解析器。填表日期：201*/11/15簽名：

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學(xué)生姓名實(shí)驗(yàn)題目馮向朋年級(jí)/專(zhuān)業(yè)/班軟件工程1班學(xué)號(hào)201*119150網(wǎng)絡(luò)抓包工具與MAC協(xié)議分析試（1）網(wǎng)絡(luò)抓包與協(xié)議分析工具的功能和用法簡(jiǎn)介；檢查記錄：驗(yàn)（2）舉一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信（如MAC層）的例子，并用抓包工具分析其工作過(guò)程；內(nèi)容（3）總結(jié)與體會(huì)實(shí)驗(yàn)4.5.1啟動(dòng)Ethereal報(bào)Ethereal啟動(dòng)后，如圖所示：告4.5.2抓包點(diǎn)擊Capture菜單，選Interfaces…項(xiàng)。打開(kāi)如下圖所示窗口。選擇要抓包的接口右邊的Capture按鈕，本例選擇了抓取IP地址為219.245.5.44的接口。點(diǎn)擊Capture按鈕后將啟動(dòng)抓包過(guò)程。注意：為配合抓包，需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。1）要抓ARP分組的包、ICMP報(bào)文的包、UDP數(shù)據(jù)報(bào)，可以在CMD窗口中，使用命令A(yù)RP-D刪除當(dāng)前ARP緩存,使用PING命令PING某臺(tái)主機(jī)IP地址（例如PING網(wǎng)關(guān)IP地址），使用TRACERT命令跟蹤分組從源點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑（例如TRACERT網(wǎng)關(guān)IP地址）。2）要抓取TCP報(bào)文段，需打開(kāi)IE瀏覽器，訪問(wèn)一個(gè)WWW網(wǎng)站（例如）。將窗口切換到Ethereal，可以看到抓到了TCP、UDP、ICMP、ARP的包，如下圖所示。下面分析所用到的包，其抓包的環(huán)境是：(1)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)所安裝操作系統(tǒng)為WindowsXP，網(wǎng)卡MAC地址是00:1a:64:b2:05:b8,IP地址是219.245.5.44（子網(wǎng)掩碼255.255.255.0）,默認(rèn)網(wǎng)關(guān)219.245.5.254;(2)在CMD窗口運(yùn)行“ARPD”命令刪除ARP緩存，用以抓取ARP分組;(3)在CMD窗口運(yùn)行“PING219.245.5.254”，用以抓取ICMP報(bào)文；(4)在瀏覽器窗口打開(kāi)網(wǎng)站，用以抓取TCP報(bào)文段。點(diǎn)擊Stop按鈕完成抓包。如下圖所示。4.5.3分析1.分析MAC幀（以太網(wǎng)幀）格式點(diǎn)擊窗口中ARP請(qǐng)求分組所在的行，展開(kāi)下面的EthernetII。分析MAC幀的格式，如下圖所示。2．分析IP數(shù)據(jù)報(bào)格式點(diǎn)擊ICMP報(bào)文所在的行，展開(kāi)InternetProtocol。分析IP數(shù)據(jù)報(bào)。如下圖所示。3．分析TCP報(bào)文段格式點(diǎn)擊DNS協(xié)議所在的行，展開(kāi)UserDatagramProtocol。分析TCP報(bào)文段的格式。如下圖所示。實(shí)驗(yàn)總結(jié)：MAC(Medium/MediaAccessControl)地址，或稱(chēng)為MAC位址、硬件地址，用來(lái)定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置。在OSI模型中，第三層網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)IP地址，第二層數(shù)據(jù)鏈路層則負(fù)責(zé)MAC位址。因此一個(gè)網(wǎng)卡會(huì)有一個(gè)全球唯一固定的MAC地址，但可對(duì)應(yīng)多個(gè)IP地址。MAC（Medium/MediaAccessControl,介質(zhì)訪問(wèn)控制）MAC地址是燒錄在NetworkInterfaceCard(網(wǎng)卡,NIC)里的.MAC地址,也叫硬件地址,是由48比特/bit長(zhǎng)(6字節(jié)/byte,1byte=8bits),16進(jìn)制的數(shù)字組成.0-23位叫做組織唯一標(biāo)志符(organizationallyunique，是識(shí)別LAN（局域網(wǎng)）節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)。24-47位是由廠家自己分配.其中第40位是組播地址標(biāo)志位。網(wǎng)卡的物理地址通常是由網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家燒入網(wǎng)卡的EPROM（一種閃存芯片，通�？梢酝ㄟ^(guò)程序擦寫(xiě)），它存儲(chǔ)的是傳輸數(shù)據(jù)時(shí)真正賴(lài)以標(biāo)識(shí)發(fā)出數(shù)據(jù)的電腦和接收數(shù)據(jù)的主機(jī)的地址。也就是說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)底層的物理傳輸過(guò)程中，是通過(guò)物理地址來(lái)識(shí)別主機(jī)的，它一般也是全球唯一的。比如，著名的以太網(wǎng)卡，其物理地址是48bit（比特位）的整數(shù)，如：44-45-53-54-00-00,以機(jī)器可讀的方式存入主機(jī)接口中。以太網(wǎng)地址管理機(jī)構(gòu)(除了管這個(gè)外還管別的)（IEEE）（IEEE：電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）將以太網(wǎng)地址，也就是48比特的不同組合，分為若干獨(dú)立的連續(xù)地址組，生產(chǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)卡的廠家就購(gòu)買(mǎi)其中一組，具體生產(chǎn)時(shí)，逐個(gè)將唯一地址賦予以太網(wǎng)卡。形象的說(shuō)，MAC地址就如同我們身份證上的身份證號(hào)碼，具有全球唯一性。IP地址就如同一個(gè)職位，而MAC地址則好像是去應(yīng)聘這個(gè)職位的人才，職位既可以讓甲坐，也可以讓乙坐，同樣的道理一個(gè)結(jié)點(diǎn)的IP地址對(duì)于網(wǎng)卡是不做要求，基本上什么樣的廠家都可以用，也就是說(shuō)IP地址與MAC地址并不存在著綁定關(guān)系。本身有的計(jì)算機(jī)流動(dòng)性就比較強(qiáng)，正如同人才可以給不同的單位干活的道理一樣的，人才的流動(dòng)性是比較強(qiáng)的。職位和人才的對(duì)應(yīng)關(guān)系就有點(diǎn)像是IP地址與MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。比如，如果一個(gè)網(wǎng)卡壞了，可以被更換，而無(wú)須取得一個(gè)新的IP地址。如果一個(gè)IP主機(jī)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)移到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可以給它一個(gè)新的IP地址，而無(wú)須換一個(gè)新的網(wǎng)卡。當(dāng)然MAC地址除了僅僅只有這個(gè)功能還是不夠的，就拿人類(lèi)社會(huì)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行類(lèi)比，通過(guò)類(lèi)比，我們就可以發(fā)現(xiàn)其中的類(lèi)似之處，更好地理解MAC地址的作用。無(wú)論是局域網(wǎng)，還是廣域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)之間的通信，最終都表現(xiàn)為將數(shù)據(jù)包從某種形式的鏈路上的初始結(jié)點(diǎn)出發(fā)，從一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳遞到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)，最終傳送到目的結(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)包在這些節(jié)點(diǎn)之間的移動(dòng)都是由ARP(AddressResolutionProtocol：地址解析協(xié)議)負(fù)責(zé)將IP地址映射到MAC地址上來(lái)完成的。其實(shí)人類(lèi)社會(huì)和網(wǎng)絡(luò)也是類(lèi)似的，試想在人際關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中，甲要捎個(gè)口信給丁，就會(huì)通過(guò)乙和丙中轉(zhuǎn)一下，最后由丙轉(zhuǎn)告給丁。在網(wǎng)絡(luò)中，這個(gè)口信就好比是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包在傳送過(guò)程中會(huì)不斷詢(xún)問(wèn)相鄰節(jié)點(diǎn)的MAC地址，這個(gè)過(guò)程就好比是人類(lèi)社會(huì)的口信傳送過(guò)程。相信通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我已經(jīng)進(jìn)一步理解MAC地址的作用（可加附頁(yè)）填表日期：201*-11-16簽名：馮向朋

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