使用网络协议分析仪Wireshark

环境

操作系统：运行Win10操作系统的PC一台

网络平台：以太网

机器的IP地址：IPv4：xxxxxxxxxxxx

实验目的

1)能够正确安装配置网络协议分析仪Wireshark

2)熟悉使用Wireshark分析网络协议的基本方法

3)加深对协议格式、协议层次和协议交互过程的理解。

实验内容及步骤

1.安装网络协议分析仪

安装wireshark版本2.6.3。双击wireshark安装程序图标，机内安装过程。根据提示进行选择确认，可以顺利安装系统。安装好后需重启系统。

2.使用Wireshark分析协议

⑴启动系统。点击“Wireshark”图标，出现如图1所示的软件界面。

⑵打开命令行，输入tracert www.baidu.com

⑶在启动界面双击以太网开始抓包，在过滤器中输入“ip.addr==119.75.216.20”开始抓包。

实验结果

1、tracert www.baidu.com

分析：

①Tracert：路由跟踪实用程序。用于确定IP数据包访问目标所采取的路径，其工作原理是通过向目标发送不同IP生存时间 (TTL) 值的“Internet控制消息协议（ICMP）”回应数据包，跟踪路由诊断程序确定到目标所采取的路由。实际应用中可以使用跟踪路由命令确定数据包在网络上的停止位置。TTL是有效的跃点计数，在必需路径的每个路由器转发数据包之前至少递减一，当TTL递减至0时，路由器将“ICMP超时”的消息发送回源地址。执行tracert命令后，源主机先发送TTL为1的回显数据包，并在随后的每次发送过程中将TTL递增一，直到目标响应或TTL达到最大值，从而确定路由。路由则通过检查中间路由器送回的“ICMP已超时”的信息来确定路由。

②截图中输入命令后第一行显示测试包最大跳数30，防止路由回环；域名解析后ip为119.75.216.61。

③下面15跳，通过百度这些ip地址可查到ip所在地信息，结合网上例子分析大致过程如下：

1行：请求从本机出发，是从湖北省武汉市教育网某主机出发

2-3行：本地局域网，来到了网关，即学校的总路由器

4行：湖北省武汉市教育网，根据本校的网络设置，找到了学校的外网出口，来到了湖北省教育局的路由器

5行：湖北省无百度服务器，来到了广东省教育局的路由器

6-8,9,10,11行：北京市海淀区教育网

12-15行：北京市北京市百度，最终成功找到了百度的服务器（其中14行请求超时可能是因为网络路径中间件不允许应答该类型报文，但路由通畅或是网络拥堵）；

2、wireshark抓包分析

（1）路由分析

上图为包的简要纲略，每一列分别对应帧编号，发送时间，发送源ip地址，目的地ip地址，协议，长度以及该包报告信息或内容。

从上图也能看出，从本机（222.20.100.187）向目标地址www.baidu.com（119.75.213.61）连续发送三个TTL为1的ICMP包，当到达第一个路由（222.20.101.254）时，由于TTL由1减为0，该路由便向源主机发送一超时报文，同时不再转发该包。

当本机收到第一个路由送回的超时报文后，本机将TTL增1，向目标地址连续发送三个TTL=2的ICMP包，到达第一个路由后，TTL减1变为1，并向下一路由转发该包，于是到达IP为192.168.243.1的路由，由于TTL在该路由减1为0，所以将会向主机地址发送一ICMP超时报文，同时不再转发该包。

之后TTL=3、4……13,原理同上。

由上图可看到，TTL=14时，主机地址收不到回应，与tracert执行后第14行的结果对应，返回tracert执行结果可看到“请求超时”提示。一般情况下，tracert会连续发出三个同样TTL值的包，只要收到一个包的回应便能确定路由地址。而图中结果可能是因为网络拥堵或者路由器的原因，导致三个包请求都超时。但tracert命令会继续使TTL增1，发送三个TTL=15的包。

TTL=15时，从图中可看到，此时源主机请求收到目标地址www.baidu.com（119.75.213.61）的回应。

（2）报文内容分析

①选取具体某一帧，分析其分组内容。上面是分组首部的详细信息，下面是以十六制和ASCLL码形式展现的分组内容

上面是分组首部的详细信息，下面是以十六制和ASCLL码形式展现的分组内容

第一行：帧26（26为序号），所抓分组的字节数为106；

第二行：以太网，有限局域网技术，数据链路层，源mac地址为1c:39:47:d1:6c:37;目标mac地址为00:74:9c:7d:fc:93；

第三行：ipv4协议，是网络层协议，源ip地址为222.20.100.187;目标ip地址为119.75.213.61；

第四行：TCP协议，运输层协议。

②逐层分析

第一层：

1.Arrival time：到达时间，值为Sep 24,2018 20:52:52.286745000

2.Epoch Time：出现时间，值为1537793573.286745000秒

3.Frame Number：帧编号，26

4.Frame Length：帧长度，106bytes

5.Capture Length：所捕获的包长度，106bytes

6.[Frame is marked:False]:标记帧：无

[Frame is ignored:False]:忽略帧：无

7.[Protocols in frame:eth;ip;tcp;ssl]: 帧协议：以太网，以太网协议，ip协议，icmp协议，data协议

8.[Coloring Rule Name:TCP],色彩规则名称：ICMP；

[Coloring Rule String:tcop]：色彩规则字符串：icmp，icmpv6；

第二层：

1目标mac地址为00:74:9c:7d:fc:93；

2.源mac地址为1c:39:47:d1:6c:37;

3.Type:IPv4(0x0800)：类型为IP数据包

第三层：

1.Version:4：即IP协议版本为IPv4

Header length:20bytes：首部数据长度为20字节

2.Differentiated Services Field: 0x00：差分服务字段（该帧采用默认值0）,前六位代表DSCP（区分服务代码点），低两位为CU（现实网络拥塞通知）

3.Flags: 0x0000 (Don't Fragment)，不支持分组；

4.Time to live: 56：即TTL，生存时间为1

5.Header checksum: 0x26d5 [validation disable]，首部校验和 0x40d8,validation disable是指验证禁用，原因是因为tcp校验由网卡计算，wireshark不自动做tcp校验和的检验。

第四层：

1.type：icmp协议的类型

2.code：进一步划分ICMP的类型；例如，ICMP的目标不可达类型可以把这个位设为1至15等来表示不同的意思。

3.Checksum:0xf659[correct] 包含有从ICMP报头和数据部分计算得来的，用于检查错误的数据；

4.Identifier：即ID值，在ECHO REPLY类型的消息中要返回这个字段

5.Sequence：字段包含一个序号，在ECHO REPLY类型的消息中要返回这个字段。

6.Data：填充数据，ICMP报头的后面（以8位为一组），共64字节。

实验中的问题及心得

这是计算机网络的第一次实验，和以前的C语言或者数据结构实验都不同，这次计算机网络实验没有明确要求的实验效果展示，而是要深入了解网络信息传输的基本知识，后两者重在动手实现，而前者关键在于理解。刚开始实验时，照着实验指导书做了一遍，虽然中间没有什么曲折，但并不理解每一步的意思，只是走了个流程。随后跟着老师的讲解，开始慢慢了解了数据报文在每相邻路由间的交互方式，也大致看懂了数据包中每一字段的意思。

而通过这一实验，我开始接触到ip、icmp、tcp等协议在网络中的应用。虽然对这些协议的内容并不了解，但却激起了我对计算机网络的强烈兴趣。同时，这次实验也让我明白，实验操作虽简单，但要真正对实验内容理解透彻，还是需要狠下一番功夫。若只是照着流程做一遍，不求甚解，最终也只会一无所获。