ZF17114-网络工程规划与系统集成-实验指导书10238.docx
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1、 安徽科技学院教案网络工程程规划与与系统集集成实验指导书书201420015学学年第22学期编写人:安徽科技学学院数理理与信息息工程学学院1网络工程程规划与与系统集集成实验指指导书课程名称:网络工工程规划划与系统统集成课程类型:专业选修修课学 时:实实验课学学时188授课对象:网络工工程专业业一、教学目目标通过本课程程的教学学,帮助助学生掌掌握综合合布线、网网络设计计以及第第二层、第第三层网网络的逻逻辑设计计。培养养学生实实际的动动手能力力和为实实际网络络的设计计、布线线、验证证测试等等能力。,使学生能够运用网络工程规划的思想去解决处理现实问题,启发学生的创新意识,提高学生在网络设计过程中分析
2、问题和解决问题的实际动手能力,使学生的理论知识和实践技能得到共同发展。二、教学内内容及学学时分配配教学内容学时网络的架构构及协议议分析3raw ssockket分分析3大学校园网网主干线线设计6网络综合布布线系统统实验6总计18三、考核方方式本课程不仅仅具有理理论性,更更具有较较强的实实践性,因因此课程程成绩的的评定也也应建立立起以实实践为主主体的多多元化考考核评价价体系。课程考核采采用平时时考核和和理论考考核相结结合方式式进行,重重点考核核学生对对相关理理论理解解程度,运运用理论论指导实实践的能能力,实实际组建建网络和和管理网网络的技技能。全全面考核核学生的的理论学学习效果果和综合合运用能能
3、力。随堂考核:由任课课教师根根据学生生平时表表现、课课堂出勤勤、实践践训练操操作过程程和回答答课堂提提问情况况等综合合衡量,占占总成绩绩的20%。理论考核:全面综综合考察察学生的的理论知知识掌握握情况。成成绩占总总成绩的的80%。四、学习要要求本课程不仅仅具有理理论性,更更具有较较强的实实践性,因此不仅需要学生重点掌握相关理论的理解,还要求能运用理论指导实践的能力,以达到组件网络和管理网络的实际技能。五、教材及及主要参参考书目目1 王王波. 网络络工程规规划与设设计MM. 北京: 机械械工业出出版社, 200142 刘刘天华,孙孙阳. 网络系系统集成成与综合合布线M. 北京京:人民民邮电出出版
4、社, 200083 王王勇,刘刘晓辉著著. 网网络系统统集成与与工程设设计MM. 科学出出版社, 20011.4 孙孙丽华,张张坚林,危危建国 著. 网络综综合布线线技术与与工程实实训教程程M. 北北京: 电子工工业出版版社, 20114.实验一 网网络的架架构及协协议分析析1.背景知知识1.1以太太网封装装图1 以太太网封装装格式(RRFC8894)因为虚拟机机和本机机电脑所所在的网网络属于于以太网网,所以以wirreshharkk抓取的的数据也也是按照照以太网网格式封封装的。以以太网首首部的封封装对应应于wiiressharrk信息息中的EEtheerneet III。如如下图:图2 wi
5、iressharrk抓取取的以太太网首部部信息从Wireeshaark抓抓取信息息中可以以看出类类型为00X08800(IIP),说说明后面面的数据据为IPP数据报报。1.2 IIP数据据报IP数据报报格式如如图3,普普通的IIP首部部长度为为20个个字节(不不含选项项字段)图3 IPP数据报报格式及及首部中中的各字字段其中目前的的协议版版本号是是4,即即IPVV4。首部长度指指的是首首部占 32 bitt 字的的数目,包包括任何何选项。由由于它是是一个 4比特特字段,因因此首部部最长为为6 00个字节节。服务类型( TO S)字字段包括括一个 3 bbit 的优先先权子字字段(现现在已被被忽
6、略) ,4 bitt 的TTO SS子字段段和1 bitt 未用用位但必必须置 0。44 biit 的的TO S分别别代表:最小时时延、最最大吞吐吐量、最最高可靠靠性和最最小费用用。4 bitt中只能能置其中中1 bbit 。如果果所有 4 bbit 均为00,那么么就意味味着是一一般服务务。 RRFC 13440RReynnoldds aand Posstell 19992 描述述了所有有的标准准应用如如何设置置这些服服务类型型。 RRFC 13449AAlmqquisst 119922 对对该R F CC进行了了修正,更更为详细细地描述述了 TTO SS的特性性。总长度字段段是指整整个 I
7、I P 数据报报的长度度,以字字节为单单位。标识字段唯唯一地标标识主机机发送的的每一份份数据报报。通常常每发送送一份报报文它的的值就会会加 11。RFFC 7791 Poosteel 119811a认认为标识识字段应应该由让让IP发发送数据据报的上上层来选选择。但但是在大大多数从从伯克利利派生出出来的系系统中,每每发送一一个I P数据据报,II P层层都要把把一个内内核变量量的值加加1,不不管交给给IP的的数据来来自哪一一层。标志字段用用其中一一个比特特来表示示“更多的的片” 。除除了最后后一片外外,其他他每个组组成数据据报的片片都要把把该比特特置 11。标志志字段中中有一个个比特称称作“不分
8、片片”位。如如果将这这一比特特置 11,I P将不不对数据据报进行行分片。相相反把数数据报丢丢弃并发发送一个个 I C MM P 差错报报文给起起始端。片偏移字段段指的是是该片偏偏移原始始数据报报开始处处的位置置。另外外,当数数据报被被分片后后,每个个片的总总长度值值要改为为该片的的长度值值。TTL(ttimee-too-liive)生生存时间间字段设设置了数数据报可可以经过过的最多多路由器器数。它它指定了了数据报报的生存存时间。8位协议,这这个字段段定义了了IP数数据报的的数据部部分使用用的协议议类型。常常用的协协议及其其十进制制数值包包括ICCMP(1)、TTCP(6)、UUDP(17)首
9、部检验和和字段是是根据 I PP首部计计算的检检验和码码。它不不对首部部后面的的数据进进行计算算。IP数据据报首部部对应的的wirreshharkk抓取信信息如下下:图4 wiiressharrk抓取取的IPP数据报报首部信信息使用的IPP版本为为4,IIP首部部长度220byytess,服务务类型值值为0xx00说说明为一一般服务务,IPP数据报报总长度度为600字节,标标识为00x1441b,标标志位00x000,RFFC7991指出出Bitt0:reeserrvedd,mmusttbeezeeroBBit1:(DFF)00=MayyFrragmmentt,1=DoonttFrragmme
10、ntt.Biit22:(MF)0=LLasttFrragmmentt,11=MorreFFraggmennts,即即保留位位必须为为0.片片偏移为为0.TTTL为为64,8位协协议为11,说明明使用IICMPP协议。1.3 IICMPP报文ICMP的的正式规规范在RFCC 7992中定定义,IICMPP报文首首部如下下:图5 ICCMP报报文PING程程序发送送一份 I CC M P 回回显请求求报文给给主机,并并等待返返回 II C M PP 回显显应答,PPINGG回显请请求和回回显应答答格式如如下:图6 IICMPP回显请请求和回回显应答答报文格格式ICMP对对应的wwireeshaar
11、k抓抓取信息息如下:图7 wiiressharrk抓取取的ICCMP报报文信息息类型8、代代码0:PINNG请求求。 类型00、代码码0:PPINGG应答。类类型111、代码码0:PPINGG超时。 检验和和为0xx4baa9,标标识符00X00001和和0X001000,序号号为4334和4455669.II C M PP报文中中的标识识符和序序列号字字段由发发送端任任意选择择设定,这这些值在在应答中中将被返返回。这这样,发发送端就就可以把把应答与与请求进进行匹配配。1.4 aarp报报文格式式因为pinng程序序在确定定目标主主机的时时候会用用到arrp协议议,所以以此处也也列出aarp的
12、的报文格格式,如如图8:图8 ARRP请求求或应答答分组格格式1.5 IIPV66IPV6报报文格式式如下图图:图13 IIPv66报文格格式(RRFC226400)Versiion(4-bbit):IPP版本,该该字段值值为6Trafffic Claass(8-bbit):流量量分类,与与IPvv4包头头的TOOS类似似Flow Labbel(20-bitt):流流标签,用用来标记记IPvv6数据据包的一一个流Paylooad Lenngthh(166-biit):有效载载荷的长长度,扩扩展报头头也算在在Payyloaad长度度里Next Heaaderr(8-bitt):处处理选项项字段,
13、分分段,安安全,移移动性,松松散源路路由,记记录路由由等的新新方式Hop LLimiit:(8-bbit):定义义IP数数据包所所能经过过的最大大跳数,每每跳一次次将此值值减1。Sourcce AAddrresss(1228-bbit):IPP数据包包的源地地址Destiinattionn Adddreess(1288-biit):IP数数据包的的目的地地址Possiiblee Exxtennsioon HHeadder(s): 扩展展报头扩展报头(RFCC24660)ValueeType of Heaaderr0Hop-bby-HHop Opttionns HHeadder6TCP (UUp
14、peer LLayeer)17UDP (UUppeer LLayeer)41Encappsullateed IIPv66 Heeadeer43Routiing Heaaderr44Fragmmentt Heeadeer50Encappsullatiing Seccuriity Payyloaad51Autheentiicattionn Heeadeer58ICMPvv6 (UUppeer LLayeer)59No neext heaaderr60Destiinattionn OpptioonsICMPvv6的报报文格式式ICMPvv6的报报文格式式和ICCMP报报文格式式基本相相同,如如图6
15、IICMPP回显请请求和回回显应答答报文格格式。综上所述可可以得到到wirreshharkk抓取ppingg ubbunttu的IIPv66地址的的信息表表:6字节 目目标MAAC地址址6字节 源源MACC地址2字节 类类型以太网首部部4位版本8位流量分分类20位流标标签IPv6首首部16有效载载荷长度度8位下一首首部8位跳数限限制128位源源IP地地址128位目目的IPP地址8位类型8位代码16位校验验和ICMP首首部16位标识识符16位序列列号ICMP数数据部分分ICMP数数据部分分表7 IPPv6下下wirreshharkk的抓取取信息表表Wiressharrk抓取取的数据据如图114,
16、将将数据填填入表77可以得得到表88图14 wwireeshaark抓抓取的ppingg数据2.实验目目的1) 熟悉Wirrshaark的的安装和和使用2) 理解pinng程序序使用到到的协议议,并分分析使用用到的协协议3) 使用wirreshharkk对piing进进行抓包包,理解解抓取的的内容3.实验内内容1)在理解解以太网网结构的的基础上上,使用用wirreshharkk对piing协协议进行行抓包解解析,并并将其内内容正确确的填写写到表11的对应应位置2)使用wwireeshaark对对pinng协议议在IPPV6条条件下进进行抓包包解析,并并将对应应的内容容填写到到表7中中。4.实验
17、步步骤1) 安装并学会会使用wwireeshaark,懂懂得如何何对piing进进行抓包包2) 打开虚拟机机ubuuntuu,并为为ubuuntuu配置与与主机在在同一局局域网的的IP地地址3) 将wireeshaark置置为抓包包状态4) 在winddowss xpp下piing ubuuntuu的IPP,将wwireeshaark抓抓取到的的信息进进行保存存5) 分析抓取到到的信息息,并将将其填写写到对应应的格式式中6) 对IPV66下的抓抓包,重重复上面面1-55步骤。具体如下:4.1 IIPV44下的抓抓包解析析实验步骤如如下:.使用用ifcconggfigg命令查查看ubbunttu
18、的iip地址址图9 vmmwarre pplayyer中中ubuuntuu的ipp地址可以看出uubunntu的的ip地地址为:1922.1668.1117.1299。wirreshharkk开启对对VMnnet88的监控控,然后后在wiindoows下下的doos命令令行中使使用命令令:piing 1922.1668.1117.1299,如下下图图10 ppingg 1992.1168.1177.1229Ping命命令后,从从wirreshharkk抓取的的数据可可以看出出,会首首先进行行广播(aarp协协议)询询问“Whoo haas 1192.1688.1117.1129? TTelll
19、 1992.1168.1177.1”,并得得到回复复“1922.1668.1117.1299 iss att 000:0cc:299:6cc:dee:e77”。正常常pinng通,根根据wiiressharrk抓取取的数据据填写表表2得到到表3和和表4:ff:fff:fff:fff:fff:fff ( Brooadccastt)00:500:566:c00:000:0880x08006( ARRP)以太网首部部1(Ethhernnet)0x08000(IIP)641(reqquesst)00:500:566:c00:000:088ARP分组组格式192.1168.1177.100:000:00
20、0:000:000:000192.1168.1177.1229表3 piing程程序寻找找目标主主机时的的数据信信息00:500:566:c00:000:08800:0cc:299:6cc:dee:e770x08006(AARP)以太网首部部1(Ethhernnet)0x08000(IIP)642(repply)00:0cc:299:6cc:dee:e77ARP分组组格式192.1168.1177.122900:500:566:c00:000:088192.1168.1177.1表4 piing程程序得到到目标主主机回复复时的数数据信息息然后就是IICMPP报文,根根据wiiressharrk
21、抓取取的第一一条ICCMP报报文的信信息如图图11,填填写表11得到表表5,图11 wwireeshaark抓抓取的第第一条ppingg请求报报文的信信息00:0cc:299:6cc:dee:e7700:500:566:c00:000:0880x08000(IIP)以太网首部部4200x0060IP首部0x1411b0x000641(ICMMP)0xfadd2192.1168.1177.1192.1168.1177.12298 (Eccho (piing) reequeest)00x4baa9ICMP首首部BE:0xx00001LE:0xx01000BE:0xx01bb2LE:0xxb2001
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