华东师范大学软件工程学院实践报告

实验课程：计算机网络实践	姓名：刘佳奇	学号：10225101455
实验名称：Lab3 IPv4	实验日期：2023/12/8	指导老师：刘献忠

实验目的

学会通过wireshark分析ip协议
掌握ip数据报的组成及各部分含义

实验内容与实验步骤

捕获数据
- 启动wireshark，利用tcp port 80捕获
- 捕获时在dos命令行输入wget baidu.com
分析IPv4包并绘制报文结构
问题与思考

实验环境

windows
wireshark
wget

实验过程与分析

捕获数据
win + x 以管理员身份运行命令行
运行wireshark，选择已连接的网络，设置过滤条件为tcp port 80，开始捕获
命令行输入wget baidu.com，捕获完成
画出IP报文结构
对各字段进行分析：
（1）Version，即版本号，这里为4
（2）Header Length，即包头长度，这里的0101为20bytes
（3）Differentiated Services Field，即区分服务领域，可以前瞻性地向同类设备发出调度路由器将超载的信号，以便它们能够采取避退措施
（4）Total Length，IP包总长，这里是52字节
（5）Identification，用于分组片段，当一个大的IP数据包作为多个更小的片段发送，称为片段。Flags标识和Fragment标志字段，也与其相关。通过观察它们来共享字节
（6）Fragment Offset，片偏移，这里是00000 0000 0000。表示该IP包在该组分片包中位置，接收端靠此来组装还原IP包
（7）Time to Live，生存时间，这里是128。当IP包进行传送时，先会对该字段赋予某个特定的值。当IP包经过每一个沿途的路由器的时候，每个沿途的路由器会将IP包的TTL值减少1。如果TTL减少为0，则该IP包会被丢弃。这个字段可以防止由于路由环路而导致IP包在网络中不停被转发。（或泛洪时设定的边界
（8）Protocol，协议，这里是0x06表示TCP协议
（9）Header Checksum，头部校验，这里是0x0000。16bit的首部校验和字段用来使接收端检验收到的报文是否正确。该字段只对IP首部计算校验和，而不包含后面的数据字段。原因是IP的上层协议比如ICMP、IGMP、TCP、UDP协议的各自首部中均含有同时覆盖首部和数据的校验和
故IP数据报头部为固定20字节，先前由total length又得知整个数据报为52字节，则这个IP数据报的有效载荷，即数据部分占32字节
分析IP报文
（1）本地IP地址和远程服务器的IP地址（2）总长度字段是否包括IP头加IP有效载荷，或只是IP有效载荷？
见上文Total Length
（3）在不同的数据包中标识字段的值如何更改或保持相同的值？例如，在同一个TCP连接中的数据包中标识字段的值是否相同，还是每个都不同？不同传输方向上会相同吗？如果标识字段的值有变化，你能从中找出规律吗？
标识字段作用和变化：标识字段用于标识发送方的每个数据包。标识字段与标志和偏移位一起表示数据包是否分片。每发送一个不分片的数据包，标识字段递增；对于同一数据包的分片，标识字段保持不变。通过观察标识字段的变化，可以确定数据包是否被分片
同一TCP连接中标识字段的变化：在同一个TCP连接中，不同数据包的标识字段的值不相同。标识字段的值与TCP连接无关，仅与发送方和数据包本身的关系有关
不同传输方向上标识字段的变化：标识字段的值在不同传输方向上是不相同的，因为标识字段反映了发送方的身份。不同的发送方会有不同的标识字段值
标识字段的规律：对于同一台计算机，标识字段的值不减少。每发送一个不分片的数据包，标识字段递增；在分片情况下，标识字段保持一致。这种规律使得我们能够追踪标识字段的变化，了解数据包的分片情况
（4）从计算机发送的报文的TTL字段初始值是什么？它是最大可能的值，还是一些较低的值？
TTL值被发送端设置为允许经过的路由器的最多个数，常本实验中为128。数据报在转发过程中每经过一个路由，该值就被路由器减1。当TTL值减为0时，路由器将丢弃数据报，并向源端发送一个ICMP差错报文（5）如何判断一个数据包是否被分片？普通操作下的大多数的IP数据包不会被分片的。但是接收者需要有办法去确定。如果收到的IP报头中Flags中的DF（Don’t Fragment）为1，则未分片，如果为0，则表明其可以被分片，在本实验中Set为1，未分片（6）IP报头的长度是多少，它是如何被编码进报头长度域的？ IP报头的长度为20 bytes，是所有IP数据报必须具有的，且为固定长度 IP报头长度域（IHL）以32位字（4字节）进行计数。当它的值为n时，所表示的字节数为4n个。所以在本次实验中，报头长度域为20/4=5
跟踪internet path
网络路径：
对IP报头进行校验和验证
首先选取一个IP报文包，查看其报头，并找到checksum 从IPheader取得除checksum以外所有数值，为 4520 0034 0000 4000 3706 65e3 83a7 c0a8 01eb，两个字节为一组，将这9组16进制数相加，得到0x26877
将进位加到最后一位：6877 + 2 = 6879
对结果取反，得到IPheader的checksum：9786，正确