网络协议数据获取与QQ协议分析.doc

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1、北京理工大学通信网课程实验报告学院：信息与电子学院专业：通信与信息系统班级：2011级硕士通信一班姓名：杨行学号：2120110951实验：网络协议数据获取与TCP/IP协议分析一、实验目的利用网页浏览的例子来分析网络协议的层次结构，分析IP层、传输层以及应用层的协议数据单元(PDU)。特别地，我们将检查IP地址与端口号如何在一起协调工作，完成端到端的应用。了解应用层的腾讯QQ协议。二、要分析的协议网络层IP协议传输层UDP、TCP协议应用层QQ协议三、实验原理1.即时通信（IM）的网络架构即时通信的网络架构一般有两种模式，一种是用户∕服务器模式，另一种是用户

2、∕用户模式。用户∕服务器模式，即发信用户和收信用户必须通过服务器来交流。MSN、QQ、AIM、YahooMessenger等主流即时通信软件使用的是用户∕服务器的模式，文本消息通过服务器中转发送。如图3-1所示，以一台注册域名的服务器为总调度台。每个即时通信客户端通过己注册的用户ID和密码登陆服务器，密码信息一般都通过加密后传送。通过服务器验证通过后，服务器返回通过验证的信息给客户端，同时附加一些信息，负责中转连接的服务器IP、端口号、客户端的好友信息等。客户端利用服务器返回的验证信息和获得的IP地址及端口号与中转服务器建立连接。连接建立成功后就通过中转服务器

3、与上线的好友互发消息。文本消息传输一般是建立在TCP协议或UDP协议基础之上，服务器通过提供固定的服务端口被动地与客户端进行通讯，起到消息中转的作用。13图3-1即时通信网络架构的用户／服务器模式另一种是用户∕用户模式，即服务器给每对用户建立一个TCP通道，用户间的交流在这个TCP之上进行而无需通过服务器。如图3-2所示。图3-2即时通信网络架构的用户∕用户模式对腾讯QQ来说，登陆过程是通过TCP协议或UDP协议与服务器建立连接，文字消息通过与登陆相同的协议进行转发。QQ两用户之间语音通信和视频通信则是采用P2P的用户∕用户模式。2.传输层UDP、TCP协议对

4、于协议数据单元(PDU)的分析主要关注PDU的首部，UDP和TCP数据的首部分别如图3-3、图3-4所示。图3-3UDP数据首部13图3-4TCP数据首部2.网络层IP协议IP数据首部以及首部与数据的相对位置如图3-5、图3-6所示。图3-5IP数据首部图3-6数据首部相对位置三、实验环境以及设备1、操作系统：Windows2、网络接入方式：以有线连接方式通过路由器连入校园网133、本机的MAC地址：00-0A-E4-CA-A9-1F4、本机的IP地址：192.168.1.1005、子网掩码：255.255.255.06、默认网关：192.168.1.17、D

5、HCP服务器：192.168.1.18、DNS服务器：10.0.0.10四、实验内容为了便于分析，本实验只选取4类QQ动作的数据包进行分析：登录数据包，心跳信息数据包，收/发文字消息数据包，注销登录数据包进行分析。1.登录数据包本实验采用2010版的QQ客户端，登陆服务器的协议类型可以由用户选择，UDP类型或者是TCP类型。（1）首先采用UDP协议登录，登录设置如图4-1所示。登录服务器的IP地址默认选为219.133.49.171，默认端口是8000；图4-1QQ客户端登录协议设置为UDP抓包方法：启动Wireshark；启动腾讯QQ客户端，设置登录协议为U

6、DP，但不登录；启动Wireshark开始抓包；13登录QQ；QQ登录成功后停止抓包。抓包结果如图4-2所示，本地向登录服务器219.133.49.171连续发送3个UDP数据包，之后变成了本地与119.147.45.84，可以看出，QQ的登录服务器与消息中转服务器不是一个服务器。而且本地向登录服务器219.133.49.171连续发送3个UDP数据包数据内容相同，所以只详细分析第一个数据包。图4-2UDP登录抓包结果接下来逐层对数据包内容进行分析：A）数据链路层74-EA-3A-36-4E-90：目的MAC地址为小型路由器的MAC地址00-0A-E4-CA-

7、A9-1F：源MAC地址为本机的MAC地址00-45：网络层协议为IP协议B)网络层45：版本IPv4，首部长度20字节00：区分服务00-73：总长度115字节132a-6e：标识00-00：标志和片偏移40：生存时间6411：传输层协议UDP（17）C）传输层0f-a0：源端口40001f40：目的端口800000-5f：长度95字节cf-ad：检验和D）应用层QQ协议首先说明，一次抓包不足以分析QQ协议，一下的分析是由多次抓包结合查阅文献得到。02：QQ报文的开头1c-51：QQ客户端的版本号，实验所用版本为QQ201000-91：用户请求登陆的命令的序

8、号03-14：发送数据的序号20-cd