实验四 ICMP数据报和IP数据报分片分析实验报告

实验四 ICMP 协议和IP 数据报分片分析

【实验目的】

1. 理解 ICMP 协议报文类型和格式； 2. 理解 ping 命令的工作原理； 3. 理解traceroute的工作原理； 4. 理解 IP 协议报文类型和格式。

【实验环境】

与因特网连接的计算机，操作系统为Windows，安装有Wireshark、IE 等软件。

【实验内容】

1. 使用wireshark抓包软件分析ICMP 协议报文的类型； 2. 分析 ping 命令的工作原理； 3. 分析tracert命令的工作原理；

4. 使用wireshark抓包软件分析IP 协议报文以及报文分片。

【实验步骤】

1. 分析 ICMP 协议

步骤1：在 PC1 运行 Wireshark，开始截获报文，为了只截获和实验内容有关的报文，将 Wireshark 的Captrue Filter 设置为“No Broadcast and no Multicast”；

步骤2：在 PC1 以 www.http://www.wodefanwen.com/ 为目标主机，在命令行窗口执行 Ping 命令，要求ping 通8 次；

【答】：Ping 命令为：____ping–n 8 www.http://www.wodefanwen.com/____

将命令行窗口进行截图： 【答】：

步骤3：停止截获报文，分析截获的结果，回答下列问题：

（1）将抓包结果进行截图（要求只显示 ping 的数据包）：

（2）截获的 ICMP 报文有几种类型？分别是： 【答】：两种：8(Echo（ping） request) 、 0(Echo (ping) reply )

（3）分析截获的 ICMP 报文，按下表要求，将各字段信息填入表中，要求填写前4 个报文的信息。 【答】： 报文号 源IP 目的IP 类型 代码 报文格式 标识 BE LE 序列号 BE LE 15 16 17 18 192.168.6.57 119.75.217.56 Echo（ping） 8 request Echo（ping） 0 reply 512 512 512 512 2 2 2 2 3328 13 3328 13 3584 14 3584 14 119.75.217.56 192.168.6.57 192.168.6.57 119.75.217.56 Echo（ping） 8 request Echo（ping） 0 reply 119.75.217.56 192.168.6.57 （4）查看ping 请求信息，ICMP 的type是___Echo（ping） request___。和code是__8__。并截图。 （5）查看相应得ICMP 响应信息，ICMP 的type 是___Echo（ping） reply___和code 是__0__。并截图。

（6）若要只显示ICMP的echo响应数据包，显示过滤器的规则为__icmp.type ==0___.并根据过滤规则进行抓包截图。

7) 若要只显示ICMP的echo请求数据包，显示过滤器的规则为___icmp.type ==8___.并根据过滤规则进行抓包截图。

2. 分析traceroute的工作原理

步骤1：在 PC1 上运行 Wireshark 开始截获报文；

步骤2：在PC1上执行Tracert命令，如：tracertwww.http://www.wodefanwen.com/；将命令窗口进行截图；

步骤3：在wireshark里设置显示过滤器为icmp；

步骤4：停止截获报文，分析截获的报文，回答下列问题：

（1）截获了报文中哪几种 ICMP 报文？其类型码和代码各为多少？ 【答】： ICMP 报文 Echo request Echo reply Time-to-live exceeded 0 8 11 类型码 0 0 0 代码

（2）在截获的报文中，哪些是超时报告报文，请截图显示所有超时报文并指出超时报告报文的源地址分别是多少？

【答】：超时报告报文的源地址:192.168.6.254 、172.31.1.1 、 202.114.66.254 、172.16.11.1 、 172.16.254.34 、172.17.11.218 、172.17.11.254 、 218.197.158.254 、 101.4.113.162 、101.4.117.38 、101.4.112.1 、101.4.116.194 、 219.224.103.10 、192.168.0.5 、10.65.190.130

（3）查看 ICMP echo 分组，是否这个分组和前面使用 ping 命令的ICMP echo 一样？若不一样，请分析使用tracert命令后收到的分组里TTL 值的变化规律。 【答】：不一样，ping命令的ICMP echo的TTL值不变。ping命令：request的TTL值是148不变；而reply的TTL值是49不变； ICMP命令：request的TTL值是不断增长的，不过reply的TTL值是不变的为49，且只有目的主机发回reply包，中间路由器不发送reply包。

（4）对照 ICMP 协议，分析一下ICMP 超时报告分组比ICMP echo 分组多包含的信息有哪些？ 【答】：IP数据报的首部以及TCP或UDP协议的端口号。

（5）对于ICMP超时报告分组，找出与命令提示窗口截图中的第五跳路由器的接口IP地址为多少？在wireshark抓包图中截图与第五跳路由器的接口IP地址对应的部分并截图。 【答】：第五跳路由器的接口IP地址为:172.16.254.34

3. IP协议分析

步骤1：分别在 PC1 和 PC2 上运行wireshark，开始截获报文，为了只截获和实验内容有 关的报文，将wireshark的Captrue Filter 设置为“No Broadcast and no Multicast”； 步骤2： PC1 ping PC2；

步骤3：停止截获报文，分析截获的结果，回答下列问题：

（1）任取一个有 IP 协议的数据报并截图。

（2）分析该 IP 协议的报文格式，完成下表。

表IP 协议

字段 版本 头长 服务类型 总长度 标识 标志 报文信息 4 20 bytes 0x00 60 0x5b31(23345) 0x00 说明 IP协议的版本号位4 IP协议包头部的长度 定义IP协议包的处理方法 IP包的总长度包括IP头和数据 标识字段唯一地标识主机发送的每一份数据报 是一个3位的控制字段包含保留位、是否分片位、更多分片位 定义该分片在原始分组中的偏移量 表示数据包在网络上生存时间 定义了IP数据报的数据部分使用的协议类型 是IPv4数据报包头的校验和 源站IP地址 目的站IP地址 片偏移 生存周期 协议 校验和 源地址 目的地址 0 128 ICMP(1) 0x51d0 192.128.6.52 192.168.6.59 4. IP数据报分片实验

步骤1：在PC1、PC2 两台计算机上运行Wireshark，为了只截获和实验有关的数据报，设 置Wireshark 的捕获条件为对方主机的IP 地址的icmp协议；

步骤2：在PC1 上执行如下Ping 命令，向主机PC2 发送大小为7000个字节的数据报文； 步骤3：停止截获报文并回答下列问题：

（1）以太网的最大传输单元(MTU)是多少？怎么计算得出的？ 【答】：1500字节。从图中可观察到每一个分片所带的字节数为1480，又每个IP帧会在首部加上20个字节，所以MTU不超过1500字节。

（2）分析截获的报文，将属于同 ICMP 请求报文的分片找出来并从wireshark中截图，主机PC1 向主机 PC2 发送的 ICMP 请求报文分成了__5__个分片。

（3）ICMP 报文各分片的数据长度是多少？在wireshark里截图显示。

（4）若要让主机PC1向主机PC2发送的数据分为2个分片，则 Ping 命令中的报文长度应为多大范围？为什么？ 【答】：因为MAC帧数据部分不能超过1500字节，同时，IP数据报会在ping命令报文长度上加20个字节作为IP数据报的首部，ICMP也会在整个报文的基础上加8字节。所以，假设ping命令报文长度为X,使得主机PC1向主机PC2发送的数据分为 2个分片。那么：

??+20+8>1500 ① ??+20+20+8≤3000 ②

解①、②方程式，得 1472

所以，Ping命令中的报文长度应为[1473,2952]，且为整数。

【实验感想】

这次实验带给我的收获很多，让我对计算机传输数据过程有了更加清晰和形象的认识，让我形象观察到了数据从一台计算机传输到另一台计算机的过程，实验之后，这个过程于我而言不再是一个无法得到解释的“黑匣子”。在这次实验中，ICMP 协议报文的类型、ping 命令的工作原理、tracert命令的工作原理、IP 协议报文以及报文分片这些曾经的理论知识有了实践解释，使我对书本知识有了更加深刻的认识。在本次实验过程中，遇到的困难也有很多，一方面是刚开始时还不太熟悉wireshark抓包软件的使用，对于如何设置筛选条件还不太会，索性摸索了半天“阴错阳差”地设置成功了。虽然“怎样设置筛选条件”会了，但是在后面的实验中有遇到了“设置怎样的筛选条件”的困难（比如：第一个实验的第6、7道题：设置一个筛选条件使得显示ICMP的echo响应数据包）。这个问题是在老师的提醒下，借助于互联网而找到答案的。当做到第3、4个实验时，感觉难度又加大了，需要对截得的数据进行一些分析以及一些计算。总之，这次的实验让我对书本知识有了更多的实践认识，以往书本知识只是知道其概念和抽象的逻辑，经过这次的实验，我更加清晰地理解了课本的理论知识。

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