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实验三)

时间:2022-12-03 21:34:00浏览次数:34  
标签:ARP IP 报文 查询 实验 IP地址 DHCP

 

           
  1. 实验目的

1、熟练Wireshark的使用;

2、分析TCP三次握手的工作原理;分析UDP协议;

3、研究Ping操作与ARP协议的关系;

4、分析DHCP与DNS协议的工作原理。

  1. 实验原理

1、UDP协议

UDP协议在IP协议上增加了复用、分用和差错检测功能。UDP的特点:

  无连接的。相比于TCP协议,UDP协议在传送数据前不需要建立连接,当然也就没有释放连接。尽最大努力交付的。也就是说UDP协议无法保证数据能够准确的交付到目的主机。也不需要对接收到的UDP报文进行确认。是面向报文的。也就是说UDP协议将应用层传输下来的数据封装在一个UDP包中,不进行拆分或合并。因此,运输层在收到对方的UDP包后,会去掉首部后,将数据原封不动的交给应用进程。没有拥塞控制。因此UDP协议的发送速率不受网络的拥塞度影响。

sd

2、ARP协议

IP数据包常通过以太网发送,以太网设备并不识别32位IP地址,它们是以48位以太网地址(MAC地址)传输以太网数据包,设备驱动程序从不检查IP数据报中的目的IP地址。因此,必须把IP目的地址转换成以太网目的地址。在以太网中,一个主机要和另一个主机进行直接通信,必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢?它就是通过地址解析协议获得的。ARP协议用于将网络中的IP地址解析为目的硬件地址(MAC地址),以保证通信的顺利进行。ARP的工作原理如下:

每台主机都会在自己的ARP高速缓冲区 (ARP Cache)中建立一个 ARP列表,以表示IP地址和MAC地址的对应关系。

当源主机需要将一个数据包发送到目的主机时,会首先检查自己 ARP列表中是否存在该IP地址对应的MAC地址,如果有﹐就直接使用此MAC地址;如果没有,主机就先将目标主机的IP地址与自己的子网掩码进行"与"操作,以判定目标主机与自己是否位于同一网段内。假如目标主机与自己在同一网段内,就向本地网段发起一个ARP请求的广播包,查询此目的主机对应的MAC地址;如果目的主机在一个远程网络上,那么就通过路由器等路由设备转发此ARP请求到远程网络中广播。此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。

源主机和目的主机在一个网络内的情况下:网络中所有的主机收到这个ARP请求后,会检查数据包中的目的IP和自己的IP地址是否一致。如果不相同就不回应,但是该主机仍然会检查自己的ARP高速缓存,如果此请求的源IP地址已经在高速缓存中,那么就用ARP请求帧中的发送端硬件地址对高速缓存中相应的内容进行更新;如果相同,该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中,如果ARP表中已经存在该IP的信息,则将其覆盖,然后给源主机发送一个 ARP响应数据包,告诉它需要查找的MAC地址;

3、DHCP协议

DHCP,全称是 Dynamic Host Configuration Protocol﹐中文名为动态主机配置协议,它的前身是 BOOTP(在wireshark中过滤DHCP报文用bootp) ,它工作在应用层,是一种帮助计算机从指定的DHCP服务器获取它们的配置信息的自举协议。

DHCP使用客户端/服务器模式,请求配置信息的计算机叫做DHCP客户端,而提供信息的叫做DHCP的服务器。DHCP为客户端分配地址的方法有三种:手工配置、自动配置、动态配置。

DHCP最重要的功能就是动态分配。除了IP地址,DHCP分组还为客户端提供其他的配置信息,比如子网掩码。这使得客户端无需用户动手就能自动配置连接网络。

4、DNS协议

DNS是域名系统(Domain Name System)的缩写,该系统用于命名组织到域层次结构中的计算机和网络服务。域名是由圆点分开一串单词或缩写组成的,每一个域名都对应一个惟一的IP地址,在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的,DNS就是进行域名解析的服务器

DNS协议报文结构

DNS协议分成包头和数据两部分。如图1所示,该报文由12字节的首部和4个长度可变的字段组成。

 

以下会详细介绍个字段:

1. 标识

标识字段由客户程序设置并有服务器返回结果,16位,在对应的query和response报文中有着相同的ID,可以在抓到的包中配对请求和应答报文,提取相关信息,同时也可以根据他们的时间戳大致估计DNS的相应时间。

2. 标志

标志字段长16bit,结构如图2所示:

QR 1

Opcode

AA 1

TC 1

RD 1

RA 1

Zero 3

Rcode 4

 

QR:1bits字段,0表示查询报文,1表示响应报文

Opcode:4bits字段,通常值为0(标准查询),其他值为1(反向查询)和2(服务器状态请求)

AA:1bits标志表示授权回答(authoritive answer),该名字服务器是授权于该领域的

TC:1bits字段,表示可截(truncated),使用UDP时,它表示当应答的总长度超过512字节时,只返回前512个字节

RD:1bits字段,表示期望递归,该比特能在一个查询中设置,并在一个响应中返回,这个标志告诉名字服务器必须处理这个查询,也称为一个递归查询,如果该位为0,且被请求的名字服务器没有一个授权回答,它就返回一个能解答该查询的其他名字服务器列表,这称为迭代查询(期望递归)

RA:1bits字段,表示可用递归,如果名字服务器支持递归查询,则在响应中将该bit置为1(可用递归)

zero:必须为0

rcode:是一个4bit的返回码字段,通常值为0(没有差错)和3(名字差错),名字差错只有从一个授权名字服务器上返回,它表示在查询中指定的域名不存在

随后的4个bit字段说明最后4个变长字段中包含的条目数,对于查询报文,问题数通常是1,其他三项为0,类似的,对于应答报文,回答数至少是1,剩余两项可以使0或非0

  1. DNS查询报文中每个查询问题的格式

0 16 31查询名

查询类型

查询类

   

查询名:要查找的名字

查询类:通常值为1,表示是互联网的地址,也就是IP协议族的地址

查询类型:有很多种查询类型,一般最常用的查询类型是A类型(表示查找域名对应的IP地址)和PTR类型(表示查找IP地址对应的域名)

查询名为要查找的名字,它由一个或者多个标示符序列组成,每个标示符已首字符字节数的计数值来说明该表示符长度,每个名字以0结束,计数字节数必须是0~63之间,该字段无需填充字节,如:gemine.tuc.noao.edu

6. DNS响应报文中的资源记录格式:

域名:记录中资源数据对应的名字,它的格式和查询名字段格式相同

类型:类型说明RR的类型码,类通常为1,指Internet数据

生存时间:客户程序保存该资源记录的秒数

资源数据长度:说明后面资源数据的数量,该数据的格式依赖于类型字段的值,对于类1(A记录)记录数据室4字节的IP地址

资源数据:服务器端返回给客户端的记录数据。

  1. 使用仪器,材料

1、计算机;接入网络。

  1. 实验内容与步骤

【实验步骤和数据分析】

  1. 开启wireshark捕获数据,访问学校主页,停止捕获,以学校web服务器IP为过滤依据,检索出你的IE与学校服务器间的三次握手信息。

你用到的过滤条件是: ip.addr eq 202.193.64.75 and tcp 。

IE客户端选择的初始序列号ISN是 0 ;服务器端选择的初始序列号ISN是 0 。

客户端

服务器端

二、两位同学配合,A、B清空各种arp缓存(利用的命令是 arp -d )。

1、开启wireshark捕获数据,A ping B一次,再A ping B一次,停止捕获。检索出arp和icmp报文,是不是每次ping之前都会发出arp报文,为什么?

第一次请求会发出报文,第二次不会发出报文;第一次发送的报文已经进入缓存了

  1. arp请求报文的目的MAC地址是什么?为什么是这个特殊的地址?

全0是指本地的网络,是广播包。

三、利用ipconfig命令释放(ipconfig /release)当前TCP/IP参数配置,开启wireshark,利用ipconfig命令重新获得TCP/IP参数(ipconfig /renew),停止捕获。

1、DHCP报文在传输层用到什么协议?分析为什么利用该协议?

使用的UDP协议,使用UDP协议可以通过路由器来转发通信到其他网络。

  1. 客户端、服务端用到的端口号分别是多少?Discover的源IP和目的IP是什么?分析为什么会取该值。

客户端口号68、服务器端口号67

Discover的源IP是0.0.0.0目的IP是255.255.255.255

客户端还没有IP地址,所以源IP是0.0.0.0

客户端向所有服务器进行发送,所以使用的广播包,所以目的IP是255.255.255.255

  1. 在哪个DHCP报文中,DHCP服务器提供了你的IP地址?

DHCP Offer

  1. 你的DHCP服务器的IP地址是多少?

10.34.0.1

  1. DHCP release报文的作用是什么?如果该报文丢失将会发生什么?

释放租用的ip地址,该报文丢失DHCP服务器会回收IP

四、启动wireshark,利用nslookup启动一次DNS查询过程(nslookup www.baidu.com),停止捕获。根据提示分析报文。

查询类型字段为A类型。

Transaction ID:标识字段,对应前面报文格式中的标识符。客户程序通过它来确定响应与查询是否匹配。

Type:表示查询类型,为A,所以Name表示的就是需要查询的域名(如果是反向查询,则为IP,反向查询即由IP地址反查域名)。

Class:通常为1,表示Internet数据,简写为IN。

标签:ARP,IP,报文,查询,实验,IP地址,DHCP
From: https://www.cnblogs.com/20kkk/p/16948805.html

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