一、Wireshark 抓包实操

(1)数据链路层

1.1 实作一： 熟悉 Ethernet 帧结构

• 使用 Wireshark 任意进行抓包，熟悉 Ethernet 帧的结构，如：目的 MAC、源 MAC、类型、字段等
  

分析：上图为我任意抓取的一个包，可以看见Ethernet帧结构中的源MAC、目的MAC、类型等等信息。校验和会由网卡计算，这时，wireshark抓到的本机发送的数据包和校验和都是错误的，所以默认关闭了wireshark自己的校验和，所以可以看见字段中没有校验字段。

1.2 实作二：了解子网内/外通信时的 MAC 地址

• ping 你旁边的计算机（同一子网），同时用Wireshark 抓这些包（可使用 icmp 关键字进行过滤以利于分析），记录一下发出帧的目的 MAC 地址以及返回帧的源 MAC 地址是多少？这个 MAC 地址是谁的？
  
  

• 然后 ping qige.io （或者本子网外的主机都可以），同时用 Wireshark 抓这些包（可 icmp 过滤），记录一下发出帧的目的 MAC 地址以及返回帧的源 MAC 地址是多少？这个 MAC 地址是谁的？
  
  

• 再次 ping www.cqjtu.edu.cn （或者本子网外的主机都可以），同时用 Wireshark 抓这些包（可 icmp 过滤），记录一下发出帧的目的 MAC 地址以及返回帧的源 MAC 地址又是多少？这个 MAC 地址又是谁的？
  
  分析：可以发现Ping子网外的主机不能ping成功，在包中以太网帧格式中很容易找到源MAC和目的MAC

1.3 实作三：掌握 ARP 解析过程

• 为防止干扰，先使用 arp -d * 命令清空 arp 缓存
• ping 你旁边的计算机（同一子网），同时用 Wireshark 抓这些包（可 arp 过滤），查看 ARP 请求的格式以及请求的内容，注意观察该请求的目的 MAC 地址是什么。再查看一下该请求的回应，注意观察该回应的源 MAC 和目的 MAC 地址是什么。
  
  分析:可以看出，请求的目的 MAC 地址ff:ff:ff:ff:ff:ff即广播地址,该请求的回应的源 MAC是被访问主机的MAC地址，目的 MAC 地址是本地主机的MAC地址
• 再次使用 arp -d * 命令清空 arp 缓存
• 然后 ping qige.io （或者本子网外的主机都可以），同时用 Wireshark 抓这些包（可 arp 过滤）。查看这次 ARP 请求的是什么，注意观察该请求是谁在回应
  
  分析：目的Mac是该网关的路由器，源Mac是自己

(2)网络层

2.1 实作一：熟悉 IP 包结构

• 使用 Wireshark 任意进行抓包（可用 ip 过滤），熟悉 IP 包的结构，如：版本、头部长度、总长度、TTL、协议类型等字段
  

分析:上图是一个IP包头部的信息，版本为IPV4、头部长度20字节（5行）、原地址和目的地址等信息

2.2 实作二：IP 包的分段与重组

• 根据规定，一个 IP 包最大可以有 64K 字节。但由于 Ethernet 帧的限制，当 IP 包的数据超过 1500 字节时就会被发送方的数据链路层分段，然后在接收方的网络层重组。
• 缺省的，ping 命令只会向对方发送 32 个字节的数据。我们可以使用 ping 202.202.240.16 -l 2000命令指定要发送的数据长度。此时使用 Wireshark 抓包（用 ip.addr == 202.202.240.16进行过滤），了解 IP 包如何进行分段，如：分段标志、偏移量以及每个包的大小等
  

2.3 实作三：考察 TTL 事件

• 在 IP 包头中有一个 TTL 字段用来限定该包可以在 Internet上传输多少跳（hops），一般该值设置为 64、128等。

• 在验证性实验部分我们使用了 tracert 命令进行路由追踪。其原理是主动设置 IP 包的 TTL 值，从 1 开始逐渐增加，直至到达最终目的主机。

• 请使用 tracert www.baidu.com命令进行追踪，此时使用 Wireshark 抓包（用 icmp 过滤），分析每个发送包的 TTL 是如何进行改变的，从而理解路由追踪原理
  
  

分析：IP 包的 TTL 值从 1 开始逐渐增加，直至到达最终目的主机，可以看见中间进过了11个路由器节点，当成功到达主机后主机会响应表示达到该主机

(3)传输层

3.1 实作一：熟悉 TCP 和 UDP 段结构

• 用 Wireshark 任意抓包（可用 tcp 过滤），熟悉 TCP 段的结构，如：源端口、目的端口、序列号、确认号、各种标志位等字段
  

• 用 Wireshark 任意抓包（可用 udp 过滤），熟悉 UDP 段的结构，如：源端口、目的端口、长度等
  

3.2 实作二：分析 TCP 建立和释放连接

• 打开浏览器访问 qige.io网站，用 Wireshark 抓包（可用 tcp 过滤后再使用加上 Follow TCP Stream），不要立即停止 Wireshark 捕获，待页面显示完毕后再多等一段时间使得能够捕获释放连接的包。

• 请在你捕获的包中找到三次握手建立连接的包，并说明为何它们是用于建立连接的，有什么特征。
  

• 请在你捕获的包中找到四次挥手释放连接的包，并说明为何它们是用于释放连接的，有什么特征

分析：在找到三次连接之后，要等一会在停止捕获， 否则可能我们的连接还没释放，抓不到连接释放的包。

(4)应用层

4.1 实作一：了解 DNS 解析

• 先使用ipconfig /flushdns 命令清除缓存，再使用 nslookup qige.io 命令进行解析，同时用 Wireshark 任意抓包（可用 dns 过滤）
• 你应该可以看到当前计算机使用 UDP，向默认的 DNS 服务器的 53 号端口发出了查询请求，而 DNS 服务器的 53 号端口返回了结果。
• 可了解一下 DNS 查询和应答的相关字段的含义
  
• 虽然DNS请求超时，但是抓包后的确可以看见DNS 服务器的 53 号端口返回了结果
  

1.QR：查询/应答标志。0表示这是一个查询报文，1表示这是一个应答报文
2.opcode，定义查询和应答的类型。0表示标准查询，1表示反向查询（由IP地址获得主机域名），2表示请求服务器状态
3.AA，授权应答标志，仅由应答报文使用。1表示域名服务器是授权服务器
4.TC，截断标志，仅当DNS报文使用UDP服务时使用。因为UDP数据报有长度限制，所以过长的DNS报文将被截断。1表示DNS报文超过512字节，并被截断
5.RD，递归查询标志。1表示执行递归查询，即如果目标DNS服务器无法解析某个主机名，则它将向其他DNS服务器继续查询，如此递归，直到获得结果并把该结果返回给客户端。0表示执行迭代查询，即如果目标DNS服务器无法解析某个主机名，则它将自己知道的其他DNS服务器的IP地址返回给客户端，以供客户端参考
6.RA，允许递归标志。仅由应答报文使用，1表示DNS服务器支持递归查询
7.zero，这3位未用，必须设置为0
8.rcode，4位返回码，表示应答的状态。常用值有0（无错误）和3（域名不存在）

4.2 实作二：了解 HTTP 的请求和应答

• 打开浏览器访问 qige.io 网站，用 Wireshark 抓包（可用http 过滤再加上 Follow TCP Stream），不要立即停止 Wireshark 捕获，待页面显示完毕后再多等一段时间以将释放连接的包捕获。
• 请在你捕获的包中找到 HTTP 请求包，查看请求使用的什么命令，如：GET, POST。并仔细了解请求的头部有哪些字段及其意义。
• 请在你捕获的包中找到 HTTP 应答包，查看应答的代码是什么，如：200, 304, 404 等。并仔细了解应答的头部有哪些字段及其意义。
  
  

-常见HTTP 应答包，查看应答的代码是什么，如：200, 304, 404

200 - 服务器成功返回网页
304(未修改)自从上次请求后，请求的网页未修改过
404 - 请求的网页不存在
500(服务器内部错误)服务器遇到错误，无法完成请求

二、参考文献

[1]计算机网络实验教程-棋歌教学网