实验2 IP协议分析

1. 实验目的

了解IP报文格式，熟悉IP报文各个字段含义、长度

掌握基于tcpdump和wireshark软件进行数据包抓取和分析技术

2. 实验环境

硬件要求：阿里云云主机ECS 一台。

软件要求：Linux/ Windows 操作系统

3. 实验内容

3.1 tcpdump 基本用法

tcpdump是一个用于截取网络分组，并输出分组内容的工具。凭借强大的功能和灵活的截取策略，使其成为类UNIX系统下用于网络分析和问题排查的首选工具

tcpdump 支持针对网络层、协议、主机、网络或端口的过滤，并提供and、or、not等逻辑语句来帮助你去掉无用的信息

参考资料：

https://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/01/14/2322659.html

https://www.jianshu.com/p/d9162722f189

3.2 wireshark基本用法

Wireshark（前称Ethereal）是一个网络封包分析软件。网络封包分析软件的功能是撷取网络封包，并尽可能显示出最为详细的网络封包资料。Wireshark使用WinPCAP作为接口，直接与网卡进行数据报文交换。

网络管理员使用Wireshark来检测网络问题，网络安全工程师使用Wireshark来检查资讯安全相关问题，开发者使用Wireshark来为新的通讯协定除错，普通使用者使用Wireshark来学习网络协定的相关知识。

参考资料：

https://www.wireshark.org/#download

https://pc.qq.com/search.html#!keyword=wireshark

https://www.cnblogs.com/csnd/p/11807736.html

https://pc.qq.com/search.html#!keyword=xshell

3.3 利用tcpdump抓包，wireshark分析包

在阿里云主机运行命令traceroute www.baidu.com ，并利用tcpdump抓包。下载文件到本地机器利用wireshark软件进行分析。

提示：

必须首先执行抓包命令，然后再执行路径追踪命令。抓包命令 tcpdump -i eth0 -w test.cap可使用scp命令或者利用xshell和xftp下载数据包到本地机器。

1）利用tcpdump抓包，通过wireshark分析捕获的数据包，分析IP的报文结构，将IP协议树中各个名字字段，字段长度，字段信息填入下表。

字段名	字段长度	字段值	字段表达信息
Version
Header length IP
Differentiated services Filed
Total length
Indentification
flag
Fragment offset
Time to live
protocol
Header checksum
source
destination

2)  利用wireshark分析并解读相关traceroute命令执行结果。

​ 提示：在wireshark 过滤器工具栏设置仅显示ICMP

4. 实验结果与分析

需给出实验中相关命令、脚本或者代码以及运行截图。注意格式规范、截图清晰，大小合适；

对于中间过程和运行结果需给出必要分析说明;

4.1 利用tcpdump抓包，通过wireshark分析捕获的数据包，分析IP的报文结构，将IP协议树中各个名字字段，字段长度，字段信息填入下表。

4.1.1在阿里云运行终端安装traceroute。

yum install traceroute

如图所示，成功安装traceroute以便后续实验使用。

4.1.2 利用traceroute测量数据包到达百度网站所经过的路径。

traceroute www.baidu.com

如图所示，利用traceroute测量路由情况，显示数据包到达百度网站的所经过的路径。

4.1.3 利用tcpdump对百度网站进行抓包。

tcpdump -i eth0 -w test.cap

如图所示，利用tcpdump对百度网站进行抓包，成功抓取156个包，并且以test.cap的形式保存下来。

4.1.4在阿里云下载lrzsz，并且检查是否安装成功。

yum install -y lrzsz

安装lrzsz，用于Windows与Linux之间的文件传输，用于之后把利用tcpdump抓取的包传输到本机。

sz --v

如图所示，lrzsz已经成功安装，可以继续进行下一步实验。

4.1.5 下载Xshell，并将其连接阿里云虚拟机，将实验中保存下来的text.cap文件传输到本机。

如图所示，填写连接阿里云虚拟机主机号。

输入用户名密码，进行连接。

如图所示，成功连接Xshell。

sz text.cap

在Xshell中输入代码，将实验中获取的text.cap文件下载至本机中去。

4.1.6 下载Wireshark，并将从Linux中获取的text.cap文件在其中打开。

如图所示，此为从百度网站抓取的数据包。

4.1.7 对text.cap文件中的数据进行分析，查看数据包中的具体信息，完成表格中内容的填写。

对具体数据进行分析，分别获取字段名的字段长度，字段值以及字段表达信息，完成表格中内容的填写。表格如下：

字段名	字段长度	字段值	字段表达信息
Version	4	6	版本号，IPv4
Header length IP	4	20 bytes	IP报文头长度
Differentiated services Filed	8	0x00(DSCP:CS0,ECN Not-ECT)	服务类型
Total length	16	52	数据包总长度
Indentification	16	0x4f42(20290)	标识符
flag	3	0x2	标识
Fragment offset	13	0	分段偏移量
Time to live	8	48	生存期
protocol	8	TCP(6)	上层协议名称
Header checksum	16	0xe2c1	报文头校验和
source	32	118.31.243.243	源地址
destination	32	172.16.2.157	目的地址

4.2 利用wireshark分析并解读相关traceroute命令执行结果。

提示：在wireshark 过滤器工具栏设置仅显示ICMP

4.2.1 打开Wireshark进行抓包。

4.2.2 打开阿里云虚拟机，使用traceroute命令，使wireshark抓取的包记录下来。

4.2.3 当traceroute命令执行介绍自动退出的时候,停止抓包

4.2.4 在wireshark 过滤器工具栏设置仅显示ICMP,进行过滤。

如图所示，利用wireshark过滤出了icmp。

5. 实验小结

（包括遇到的特定问题和解决办法、心得体会、意见与建议等）

问题与解决办法：

问题一：不知道如何将阿里云虚拟机中抓取的数据包传输到本机中去。

解决方法：查阅资料获得解决方法。首先，在虚拟中安装lrzsz，进行Linux与Windows系统间的文件传输；其次下载Xshell，并连接阿里云虚拟机，运行代码，将文件成功从虚拟机传输到本机中去。

问题二：无法成功将Xshell连接。

解决方法：在查阅资料后得知，连接Xshell需要输入阿里云虚拟机的主机端口，并输入阿里云虚拟机的登录名和密码，最终得以成功连接。

问题三：在运用Wireshark分析抓取数据包中的信息时，不能理解其具体数据所表达的含义，无法成功填写表格。

解决方法：通过查阅资料以及与同学之间的交流讨论，最后成功解决问题，成功填写表格。

心得体会：

1.成功的了解IP报文格式，熟悉IP报文各个字段含义、长度，但是还是过于生疏，需要在今后的学习生活中继续学习，多加巩固。

2.学习了解并初步掌握了tcpdump的基本用法，可以运用该语句完成实验的内容。

3.学习掌握了lrzsz的基本作用是进行Linux与Windows之间的传输，学习掌握了xshell的基本用法。

4.学习掌握了Wireshark的基本用法，运用其对抓取的数据包进行ip协议的分析。