ZF17114-网络工程规划与系统集成-实验指导书22278.docx
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1、 安徽科技学院教案网络工程程规划与系系统集成实验指导书书201420115学年第第2学期编写人:安徽科技学学院数理与与信息工程程学院1网络工程程规划与系系统集成实验指导导书课程名称:网络工程程规划与系系统集成课程类型:专业选修课课学 时:实验验课学时118授课对象:网络工程程专业一、教学目目标通过本课程程的教学,帮帮助学生掌掌握综合布布线、网络络设计以及及第二层、第第三层网络络的逻辑设设计。培养养学生实际际的动手能能力和为实实际网络的的设计、布布线、验证证测试等能能力。,使使学生能够够运用网络络工程规划划的思想去去解决处理理现实问题题,启发学生生的创新意意识,提高高学生在网网络设计过过程中分析
2、析问题和解解决问题的的实际动手手能力,使使学生的理理论知识和和实践技能能得到共同同发展。二、教学内内容及学时时分配教学内容学时网络的架构构及协议分分析3raw ssockeet分析3大学校园网网主干线设设计6网络综合布布线系统实实验6总计18三、考核方方式本课程不仅仅具有理论论性,更具具有较强的的实践性,因因此课程成成绩的评定定也应建立立起以实践践为主体的的多元化考考核评价体体系。课程考核采采用平时考核和和理论考核核相结合方方式进行,重重点考核学学生对相关关理论理解解程度,运运用理论指指导实践的的能力,实实际组建网网络和管理理网络的技技能。全面面考核学生生的理论学学习效果和和综合运用用能力。随
3、堂考核:由任课教教师根据学学生平时表表现、课堂堂出勤、实实践训练操操作过程和和回答课堂堂提问情况况等综合衡衡量,占总总成绩的220%。理论考核:全面综合合考察学生生的理论知知识掌握情情况。成绩绩占总成绩绩的80%。四、学习要要求本课程不仅仅具有理论论性,更具具有较强的的实践性,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、教材及及主要参考考书目1 王王波. 网络工工程规划与与设计MM. 北北京: 机机械工业出出版社, 201442 刘刘天华,孙孙阳. 网网络系统集集成与综合合布线MM. 北北京:人民民邮电出版版社, 220083
4、 王王勇,刘晓晓辉著. 网络系统统集成与工工程设计M. 科学出版版社, 22011.4 孙孙丽华,张张坚林,危危建国 著著. 网络综综合布线技技术与工程程实训教程程M. 北京: 电子工工业出版社社, 20014.实验一 网网络的架构构及协议分分析1.背景知知识1.1以太太网封装图1 以太太网封装格格式(RFFC8944)因为虚拟机机和本机电电脑所在的的网络属于于以太网,所所以wirreshaark抓取取的数据也也是按照以以太网格式式封装的。以以太网首部部的封装对对应于wiireshhark信信息中的EEtherrnet II。如如下图:图2 wiireshhark抓抓取的以太太网首部信信息从W
5、ireesharrk抓取信信息中可以以看出类型型为0X00800(IIP),说说明后面的的数据为IIP数据报报。1.2 IIP数据报报IP数据报报格式如图图3,普通通的IP首首部长度为为20个字字节(不含含选项字段段)图3 IPP数据报格格式及首部部中的各字字段其中目前的的协议版本本号是4,即即IPV44。首部长度指指的是首部部占 322 bitt 字的数数目,包括括任何选项项。由于它它是一个 4比特字字段,因此此首部最长长为6 00个字节。服务类型( TO SS)字段包包括一个 3 biit 的优优先权子字字段(现在在已被忽略略) ,44 bitt 的TOO S子字字段和1 bit 未用位但
6、但必须置 0。4 bit 的TO S分别代代表:最小小时延、最最大吞吐量量、最高可可靠性和最最小费用。44 bitt中只能置置其中1 bit 。如果所所有 4 bit 均为0,那那么就意味味着是一般般服务。 RFC 13400Reyynoldds annd Poostell 19992 描描述了所有有的标准应应用如何设设置这些服服务类型。 RFC 13499Almmquisst 19992 对该R F C进进行了修正正,更为详详细地描述述了 TOO S的特特性。总长度字段段是指整个个 I PP 数据报报的长度,以以字节为单单位。标识字段唯唯一地标识识主机发送送的每一份份数据报。通通常每发送送一
7、份报文文它的值就就会加 11。RFCC 7911 Poostell 19881a认认为标识字字段应该由由让IP发发送数据报报的上层来来选择。但但是在大多多数从伯克克利派生出出来的系统统中,每发发送一个II P数据据报,I P层都要要把一个内内核变量的的值加1,不不管交给IIP的数据据来自哪一一层。标志字段用用其中一个个比特来表表示“更多的片片” 。除了了最后一片片外,其他他每个组成成数据报的的片都要把把该比特置置 1。标标志字段中中有一个比比特称作“不分片”位。如果果将这一比比特置 11,I PP将不对数数据报进行行分片。相相反把数据据报丢弃并并发送一个个 I CC M PP 差错报报文给起始
8、始端。片偏移字段段指的是该该片偏移原原始数据报报开始处的的位置。另另外,当数数据报被分分片后,每每个片的总总长度值要要改为该片片的长度值值。TTL(ttime-to-llive)生生存时间字字段设置了了数据报可可以经过的的最多路由由器数。它它指定了数数据报的生生存时间。8位协议,这这个字段定定义了IPP数据报的的数据部分分使用的协协议类型。常常用的协议议及其十进进制数值包包括ICMMP(1)、TCPP(6)、UUDP(117)首部检验和和字段是根根据 I P首部计计算的检验验和码。它它不对首部部后面的数数据进行计计算。IP数据据报首部对对应的wiireshhark抓抓取信息如如下:图4 wii
9、reshhark抓抓取的IPP数据报首首部信息使用的IPP版本为44,IP首首部长度220byttes,服服务类型值值为0x000说明为为一般服务务,IP数数据报总长长度为600字节,标标识为0xx141bb,标志位位0x000,RFCC791指指出Bitt0:reseervedd,muustbbezeeroBit1:(DF)0=MayFraggmentt,11=DDonttFraagmennt.Bit2:(MF)0=LasttFraagmennt,11=MMoreFraggmentts,即保保留位必须须为0.片片偏移为00.TTLL为64,8位协议议为1,说说明使用IICMP协协议。1.3
10、IICMP报报文ICMP的的正式规范范在RFC 792中中定义,IICMP报报文首部如如下:图5 ICCMP报文文PING程程序发送一一份 I C M P 回显显请求报文文给主机,并并等待返回回 I CC M PP 回显应应答,PIING回显显请求和回回显应答格格式如下:图6 IICMP回回显请求和和回显应答答报文格式式ICMP对对应的wiireshhark抓抓取信息如如下:图7 wiireshhark抓抓取的ICCMP报文文信息类型8、代代码0:PPING请请求。 类型0、代代码0:PPING应应答。类型型11、代代码0:PPING超超时。 检检验和为00x4baa9,标识识符0X00001
11、和和0X01100,序序号为4334和455569.I C M P报报文中的标标识符和序序列号字段段由发送端端任意选择择设定,这这些值在应应答中将被被返回。这这样,发送送端就可以以把应答与与请求进行行匹配。1.4 aarp报文文格式因为pinng程序在在确定目标标主机的时时候会用到到arp协协议,所以以此处也列列出arpp的报文格格式,如图图8:图8 ARRP请求或或应答分组组格式1.5 IIPV6IPV6报报文格式如如下图:图13 IIPv6报报文格式(RRFC26640)Versiion(44-bitt):IPP版本,该该字段值为为6Trafffic CClasss(8-bbit):流量分
12、类类,与IPPv4包头头的TOSS类似Flow Labeel(200-bitt):流标标签,用来来标记IPPv6数据据包的一个个流Paylooad LLengtth(166-bitt):有效效载荷的长长度,扩展展报头也算算在Payyloadd长度里Next Headder(88-bitt):处理理选项字段段,分段,安安全,移动动性,松散散源路由,记记录路由等等的新方式式Hop LLimitt:(8-bit):定义IIP数据包包所能经过过的最大跳跳数,每跳跳一次将此此值减1。Sourcce Adddresss(1228-biit):IIP数据包包的源地址址Destiinatiion AAddre
13、ess(1128-bbit):IP数据据包的目的的地址Possiible Exteensioon Heeaderr(s): 扩展报报头扩展报头(RFC22460)ValueeType of HHeadeer0Hop-bby-Hoop Opptionns Heeaderr6TCP (UUpperr Layyer)17UDP (UUpperr Layyer)41Encappsulaated IPv66 Heaader43Routiing HHeadeer44Fragmment Headder50Encappsulaatingg Seccuritty Paayloaad51Autheenticcat
14、ioon Heeaderr58ICMPvv6 (UUpperr Layyer)59No neext hheadeer60Destiinatiion OOptioonsICMPvv6的报文文格式ICMPvv6的报文文格式和IICMP报报文格式基基本相同,如如图6 ICCMP回显显请求和回回显应答报报文格式。综上所述可可以得到wwiressharkk抓取piing uubunttu的IPPv6地址址的信息表表:6字节 目目标MACC地址6字节 源源MAC地地址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8位下一首首部8位跳数限限制128位源源IP地
15、址址128位目目的IP地地址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ICMP数数据部分表7 IPPv6下wwiressharkk的抓取信信息表Wiressharkk抓取的数数据如图114,将数数据填入表表7可以得得到表8图14 wwiressharkk抓取的pping数数据2.实验目目的1) 熟悉Wirrsharrk的安装装和使用2) 理解pinng程序使使用到的协协议,并分分析使用到到的协议3) 使用wirreshaark对pping进进行抓包,理理解抓取的的内容3.实验内内容1)在理解解以太网结结构的基础础上,使用用wireesharrk对
16、piing协议议进行抓包包解析,并并将其内容容正确的填填写到表11的对应位位置2)使用wwiressharkk对pinng协议在在IPV66条件下进进行抓包解解析,并将将对应的内内容填写到到表7中。4.实验步步骤1) 安装并学会会使用wiireshhark,懂懂得如何对对pingg进行抓包包2) 打开虚拟机机ubunntu,并并为ubuuntu配配置与主机机在同一局局域网的IIP地址3) 将wireesharrk置为抓抓包状态4) 在winddows xp下pping ubunntu的IIP,将wwiressharkk抓取到的的信息进行行保存5) 分析抓取到到的信息,并并将其填写写到对应的的格
17、式中6) 对IPV66下的抓包包,重复上上面1-55步骤。具体如下:4.1 IIPV4下下的抓包解解析实验步骤如如下:.使用用ifcoongfiig命令查查看ubuuntu的的ip地址址图9 vmmwaree plaayer中中ubunntu的iip地址可以看出uubunttu的ipp地址为:192.168.117.129。wirreshaark开启启对VMnnet8的的监控,然然后在wiindowws下的ddos命令令行中使用用命令:pping 192.168.117.129,如如下图图10 pping 192.168.117.129Ping命命令后,从从wireesharrk抓取的的数据可
18、以以看出,会会首先进行行广播(aarp协议议)询问“Who has 192.168.117.129? Teell 1192.1168.1117.11”,并得到到回复“192.168.117.129 is aat 000:0c:29:66c:dee:e7”。正常pping通通,根据wwiressharkk抓取的数数据填写表表2得到表表3和表44:ff:fff:ff:ff:fff:fff ( BBroaddcastt)00:500:56:c0:000:0880x08006( ARPP)以太网首部部1(Ethherneet)0x08000(IPP)641(reqquestt)00:500:56:c0
19、:000:088ARP分组组格式192.1168.1117.1100:000:00:00:000:000192.1168.1117.1129表3 piing程序序寻找目标标主机时的的数据信息息00:500:56:c0:000:08800:0cc:29:6c:dde:e770x08006(ARRP)以太网首部部1(Ethherneet)0x08000(IPP)642(repply)00:0cc:29:6c:dde:e77ARP分组组格式192.1168.1117.112900:500:56:c0:000:088192.1168.1117.11表4 piing程序序得到目标标主机回复复时的数据据信
20、息然后就是IICMP报报文,根据据wireesharrk抓取的的第一条IICMP报报文的信息息如图111,填写表表1得到表表5,图11 wwiressharkk抓取的第第一条piing请求求报文的信信息00:0cc:29:6c:dde:e7700:500:56:c0:000:0880x08000(IPP)以太网首部部4200x0060IP首部0x1411b0x000641(ICMMP)0xfadd2192.1168.1117.11192.1168.1117.11298 (Eccho (pingg) reequesst)00x4baa9ICMP首首部BE:0xx00011LE:0xx01000B
21、E:0xx01b22LE:0xxb201161:622:63:64:665:666:67:68:669:6aa:6b:6c:66d:6ee:6f:70:71:722:73:74:775:766:77:61:662:633:64:65:666:677:68:69(332byttes)ICMP数数据部分表5 piing请求求报文信息息表接下来一条条信息是pping应应答报文信信息,wiireshhark抓抓取的数据据如图122,将wiires抓抓取的信息息填入表11中得到表表6:图12 wwiressharkk抓取的pping应应答报文的的信息00:500:56:c0:000:08800:0cc:
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