网络通信协议分析实验

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1、网络通信协议分析实验在学习了计算机网络的基本工作原理之后，可以对网络协议的执行过程、网络服务的实现技术作进一步的探讨。由于网络中的数据通常是以包的方式传送的，在对网络协议、网络的安全和可靠性等进行分析时，网络管理员常采用网络协议分析器捕获数据包的方式，对传输的数据包进行侦听和分析。目前，Internet中流行的数据包侦听与分析工具比较多，在本专题实验中，选用Ethereal开放源代码工具包,通过捕获的数据包考察分析网络通信协议，以加深对协议、协议封装，以及协议数据单元格式的理解。网络体系结构的考查分析1．实验目的计算机网络体系结构是分层的。本实验的目的是通过Ether

2、eal捕获数据包，进一步理解计算机网络分层的体系结构，初步了解Web交互中的各层是如何协同工作的。2．实验任务1）了解网络协议分析器的基本特点。2）使用网络协议分析器Ethereal捕获数据包序列，查看分析网络协议的分层结构。3．实验设备及环境本实验设备及环境十分简单，可在某局域网或家庭网络环境中进行。只要将一台正常接入Internet的计算机运行网络协议分析器Ethereal即可。在Internet上免费的数据包捕获软件很多，如SnifferPro、Ethereal、Netxray、Iris，以及Windows自带的网络监视器等。这些软件的使用非常简单。本专题实验以

3、Windows环境下的数据包捕获与分析软件Ethereal为例。4．实验方法与操作（1）安装软件并捕获数据包从Ethereal网页http://www.ethereal.com下载其最新版本，在客户端主机上安装Ethereal软件。在连入Internet的个人计算机上启动Ethereal，并开始捕获跟踪记录。在Web浏览器中，打开URL（如www.sina.com）,将所得到的跟踪记录存放在example1.cap文件中。（2）Ethereal层次化的数据包（也称为分组）协议分析方法根据五层协议模型，协议数据是从上到下封装后发送的。对于协议分析需要从下至上进行。Eth

4、ereal首先对网络层的协议识别后进行组包还原然后脱去网络层协议头。将里面的数据交给传输层分析，这样一直进行下去直到应用层。由于网络协议种类很多，就Ethereal所识别的500多种协议来说，为了使协议和协议间层次关系明显。从而对数据流里的各个层次的协议能够逐层处理。Ethereal系统采用了协议树的方式，如果协议A的所有数据都是封装在协议B里的，那么这个协议A就是协议B的一个协议子结点。若将最低层的无结构数据流作为根结点。那么具有相同父结点的协议则为兄弟结点协议。Ethereal系统采用协议特征字来区分识别兄弟结点协议。每个协议会注册自己的特征字。这些特征字给自己的

5、子结点协议提供可以互相区分开来的标识。比如FTP协议，在Ethereal中它的父结点是TCP协议，特征字是TCP协议的端口字段值21。这样当一个端口为21的TCP数据流来到时，首先由TCP协议注册的解析模块处理；处理完之后通过查找协议树找到自己协议下面的子协议，判断应该由哪个子协议来执行，找到正确的子协议FTP后，就转交给FTP注册的解析模块处理。这样由根结点开始一层层解析下去。由于Ethereal采用了协议树加特征字的设计，用它很容易查看层次化的网络体系结构。（3）使用Ethereal查看分组交换和协议分层访问某一网址(如www.sina.com)，用Etherea

6、l获取的传输分组后，显示分为三个窗口，从上到下分别为：分组捕获列表、所选分组的详细信息、所选定分组中的数据。封装过程意味着某个捕获的帧携带来自多个层的信息。顶层方框显示交互过程中最先传输的8个分组，可以查看各分组的含义。中间栏显示第一个窗格中突出显示的分组(DNS查询)信息。从上到下浏览中间窗格各行，可以看出DNS查询所经历的协议栈：从Ethernet到IP，再到UDP。（4）协议层次统计统计跟踪记录中的所有分组，查看包含了哪些重要协议。在Ethereal中的Analyze菜单中选择ProtocolHierarchyStatistics选项。按照协议在协议栈中出现的顺

7、序把在分组中使用过的所有协议罗列出来。在Packets栏和Bytes栏中则列出了指定协议的分组信息。EndPackets栏和EndBytes栏中反映分组的是这样的：其中指定协议是最后一个协议(即嵌套最深的)。总结可知，捕获的帧100％来源于链路层的以太网帧并且使用了网络层的IP协议。其原因是，分组捕获是在一个以太网接口上进行的，而IP协议是互联网中标准的网络层协议。在传输层，分组分为TCP和UDP两种。所有的UDP分组都包含了应用层协议HTTP，而TCP分组则可以进一步分出包含实际数据的分组。（5）查看分析frame层首先从frame层开始，打开某序