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《计算机网络》 实验 2 wireshark实验

December 13, 2021 02:12 PM
  1. 设定实验环境
    1. 安装并打开 wireshark：
    2. 连接网络
    3. 选取http://www.hdu.edu.cn/ 以及https://www.stanford.edu/ 作为目标抓包网址；
  2. wireshark使用
    1. 分析实例一: 杭电官网
      1. 设置过滤规则
      2. 分析三次握手过程
      3. IP数据包格式分析
      4. 捕获完整HTTP、ping数据流
    2. 分析实例2: 斯坦福大学官网
      1. 设置过滤规则
      2. 三次握手过程
      3. IP数据包格式分析
      4. 捕获完整HTTP、ping数据流
  3. 实验总结：
    1. 遇到的问题
    2. 思考问题
    3. 收获和体会

设定实验环境

安装并打开 wireshark：

在这里插入图片描述

图1 wireshark界面

连接网络

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图2 实验环境拓扑图(主机-路由器-因特网)

选取http://www.hdu.edu.cn/ 以及https://www.stanford.edu/ 作为目标抓包网址；

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图3 杭电和斯坦福大学官网

wireshark使用

分析实例一: 杭电官网

设置过滤规则

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分析三次握手过程

在这里插入图片描述

图4 进入http://www.hdu.edu.cn 后截获的三次握手过程

当我们输入网址进入杭电官网的时候，客户端会向服务端先发送一个SYN包（synchronized message），由于一般网站服务都是开在80端口，所以可以看到后面的info是从50397 -> 80，这个80就是指杭电官网的端口。我们点进第249条记录后可以看到在在传输层（这里用的是TCP协议）中，sequence number变为0，这里就表示我们的客户端已经像服务端发送SYN包了，就等服务端反应了。

在这里插入图片描述

图5 第一次握手记录 (Flag 提示为 SYN)

之后，服务端会向客户端发送一个SYN包并附带一个表示确认已经收到了SYN包的ACK（acknowledge）包，在wireshark中就会提示 [SYN, ACK]状态。

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图6 第二次握手记录 (Flag提示为 SYN,ACK)

最后客户端会像server端发送一个ACK包，这个时候客户端和服务端就建立起了TCP连接。

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图7 第三次握手记录(Flag 提示为 SYN, ACK)

IP数据包格式分析

在抓到的每个包中，我们可以看到有一个”Internet Protocol”的栏目， 点进去可以看到IP报文的各个部分参数，例如对图7中IP数据包进行报文分析。
首先可以看到版本号为4，说明该是IPv4，报头长度为5，总长度为52，标识符为0。Flags为3比特，此处为0x40。Fragment Offset为分段偏移，此处为0。TTL为64，这是防止IP包在传输中发生死循环所设置的。由于使用了TCP，所以Protocol为6。Header Checksum为报头校验和，长度16位。之后的Source Address和Destination Address分别为源/目标地址，可以看到我们主机使用的IP地址为10.66.111.226,而目标地址为192.168.102.6。

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图8 IP数据包具体参数

捕获完整HTTP、ping数据流

只要在过滤规则中添加 http，即可捕获完整HTTP数据流。

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图9 HTTP数据流

要想捕获ICMP数据流，需要在终端中对目标网站进行ping指令操作（图10），在mac上打开终端，输入 ping hdu.edu.cn，此时打开wireshark进行捕获，即可捕获到ICMP数据流（图11）。

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图10 终端执行ping hdu.edu.cn后的结果

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图11 ICMP数据流

分析实例2: 斯坦福大学官网

由于过程分析大同小异，对于第二个案例只展示结果。

设置过滤规则

在这里插入图片描述

三次握手过程

注：由于使用了VPN，所以IP地址发生了变化:

在这里插入图片描述

图12 第一次握手

在这里插入图片描述

图13 第二次握手

在这里插入图片描述

图14 第三次握手

IP数据包格式分析

虽然是访问外网，但这个数据包也是IPV4，大致没有什么区别，版本号为4，报头字节长度为20，总长度为64，标示符为0，标记为0x40，分段偏移为0，TTL为64，用的是TCP协议，协议号为6，报头校验和为0x7204，源地址为10.66.111.226，目标地址为59.111.19.33。

在这里插入图片描述

图15 IP数据包格式分析

捕获完整HTTP、ping数据流

在这里插入图片描述

图16 HTTP数据流

在这里插入图片描述

图17 ICMP数据流

实验总结：

遇到的问题

  1. Mac 上wireshark打开无法抓包报错：
    The capture session could not be initiated on interface ‘en0’ (You don’t have permission to capture on that device.)
    原因：没有权限查看/dev/bfp* 文件夹造成。
    解决办法：
    打开终端输入 sudo chmod o+r /dev/bpf*

  2. 访问斯坦福大学网站的时候，抓包的时候捕获不到http数据流
    解决办法：挂VPN再进行捕获，此时源IP地址发生变化。

思考问题

  1. 实验所用主机的IP地址、子网掩码、网络号、子网号分别是多少？该主机的IP地址属于哪类？
    主机的IP地址为10.66.111.226，子网掩码为255.255.192.0，网络号为10.66.64.1，子网号为10.66.64.0。主机的IP地址属于IPv4。
  2. IP数据包在从源主机出发目的主机的过程中，IP首部中的IP源地址和目的地址字段是否发生变化？
    没有变化。在IP数据包发送之前，网络层就已经对IP地址进行了封装，确定了源地址和目标地址，至于如何从源地址到目标地址，是通过packet switching这个过程完成的。简单来说，每个“站点”其实都有一张表，告诉这个包要发送到哪个地址，因而每次包交换的过程都是独立的，表上的地址也是独立的。

收获和体会

做了本次实验，特别是利用终端traceroute了一下国内是如何访问国外网站的，虽然有很多地方被屏蔽了，但可以看到计算机网络的神奇之处。例如我访问布朗大学官网的时候，经过了中国、圣荷西（一个城市）、纽约、波士顿，最终到达布朗大学某个实验室。在数据抓包的时候，我发现一直有个HangZhou_3a 在发Who has …. tell 10.66.64.2，目的地显示的是broadcast，就很神奇，竟然没有目标地址，不知道是怎么做到的。其次通过这次实验，了解了三次握手的基本过程，感觉收获还是挺大的

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