实验12网络嗅探与协议分析.ppt
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1、2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,2,12.1 实验目的,12.1.1 通过网络嗅探了解网络数据类型,了解网络工作原理;12.1.2 通过实验理解并掌握网络嗅探工具 Wireshark 的使用;通过实验理解并掌握 TCP/IP 体系结构及其协议分析方法;12.1.4 通过实验理解并掌握 FTP 协议的工作原理;12.1.5 通过实验理解并掌握 Telnet 协议的工作原理;,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,3,
2、12.1 实验目的(续),12.1.6 通过实验理解并掌握 HTTP 协议的工作原理;12.1.7 通过实验理解并掌握 DNS 协议的工作原理;12.1.8 通过实验理解并掌握 ARP 协议的工作原理;12.1.9 通过实验理解并掌握 QQ 协议的工作原理12.1.10 通过实验理解并掌握迅雷下载协议的工作原理;12.1.11 通过实验加深对协议格式、协议层次及协议交互过程的理解。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,4,12.2 实验要求,12.2.1 预习实验原理;12.2.2 熟悉实验设备;12.2
3、.3 熟悉实验环境;12.2.4,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,5,12.3 实验原理,12.3.1 网络嗅探基础概述网络嗅探:利用计算机的网络接口截获目的地为其它计算机的数据报文;网络嗅探器:一种监控网络数据的工具,又称 Sniffer 抓包,它工作在网络底层,通过对局域网上传输的各种关键信息进行窃听,从而获取重要信息;一个信息包嗅探器向我们展示出正在网络上进行的活动;,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,6
4、,12.3 实验原理(续),嗅探借助于网络接口,在正常的情况下,一个网络接口应该只响应:目的 MAC 地址为本机硬件地址的数据帧、向所有设备发送的广播数据帧;网络接口使用网卡的接收模式广播方式:网卡能够接收网络中的广播信息;组播方式:网卡能够接收组播数据;直接方式:只有目的网卡才能接收该数据;混杂模式:网卡能够接收一切通过它的数据,而不管该数据是否是传给它的。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,7,12.3 实验原理(续),嗅探的基本原理:如果在编程时将网卡的工作模式设置为“混杂模式”,那么网卡将接受所
5、有传递给它的数据包。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,8,12.3 实验原理(续),12.3.2 协议分析基础概述协议分析:通过程序分析网络数据包的协议头和尾,从而了解信息和相关的数据包在产生和传输过程中的行为;在典型的网络结构中,网络协议和通信采用的是分层式设计方案,在 OSI 网络结构参考模型中,同层协议之间能相互进行通信;协议分析器的主要功能:分析各层协议头部和尾部,通过多层协议头尾和其相关信息来识别网络通信过程中可能出现的问题的方法,称之为专家分析。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探
6、与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,9,12.3 实验原理(续),网络体系结构,FTP,TCP,IP,Ethernet,Telnet,HTTP,UDP,X.25,PPP,TCP/IP 协议族,TCP/IP 模型,OSI 参考模型,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,10,12.3 实验原理(续),TCP/IP 的主要协议-协议簇,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,11
7、,12.3 实验原理(续),数据封装一台计算机要发送数据到另一台计算机,数据首先必须打包,打包的过程称为封装;封装就是在数据前面加上特定的协议头部;,数 据,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,12,12.3 实验原理(续),TCP/IP 协议的封装,TCP头,应用层数据,应用层数据,TCP头,应用层数据,IP头,帧头,TCP头,应用层数据,IP头,帧尾,应用层,传输层,网际层,数链层,网卡地址,IP地址,应用地址(80),2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12
8、网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,13,12.3 实验原理(续),12.3.3 常见协议原理IP 协议TCP/IP 协议栈中重要的网际层协议;向高层提供无连接的服务;网际层传输的数据单元是分组,一般称为 IP 数据报;主要功能:从源端经互连网到目的端尽最大努力传输数据报。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,14,12.3 实验原理(续),固定部分,可变部分,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识,区 分 服 务,总 长 度,片 偏 移,填 充,首 部
9、检 验 和,源 地 址,目 的 地 址,可 选 字 段(长 度 可 变),位,首部长度,数 据 部 分,数 据 部 分,首 部,IP 数据报,IP 数据报格式,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,15,12.3 实验原理(续),ICMP 协议:Internet Control Message ProtocolIP 协议本身提供无连接的服务,不包括流量控制与差错控制功能;检测网络状态(路由、拥塞、服务质量等问题);提供多种形式的报文,每个 ICMP 消息报文都被封装于 IP 分组中;PING 是一个典型的基
10、于 ICMP 协议的实用程序。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,16,12.3 实验原理(续),ICMP 报文格式,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,17,12.3 实验原理(续),ICMP 报文类型差错报告(网关主机信息传输)信宿(网络、主机、协议、端口)不可达报告超时报告(TTL=0)参数差错报告IP 校验和错误重组失败控制报文(网关主机)源抑制报文重定向报文请求|应答报文(主机主机信息传输)ECHO请求|
11、应答时间戳请求|应答地址掩码请求|应答,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,18,12.3 实验原理(续),ICMP 回声请求|应答,A,B,B 可以到达吗?,ICMP 回声请求,可以,我在这里。,ICMP 回声应答,用 PING 命令产生的回声及其应答示意图,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,19,12.3 实验原理(续),ARP 协议地址解析协议;把 IP 地址转换成 MAC 地址。,2023/10/12,实验
12、 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,20,12.3 实验原理(续),ARP 工作过程每个主机都有一个 ARP 缓存,一旦收到 ARP 应答,主机就将获得的 IP 地址和物理地址存入缓存,发送报文时,首先到缓存中查找相应项,若找不到,再利用 ARP 进行地址解析;在 ARP 请求中填上自己的 IP 地址和硬件地址,以避免其它主机过后再发 ARP 请求;,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,21,12.3 实验原理(续),当广播 ARP 请求时,
13、网上所有的计算机都能收到该报文,此时各站应更新 A 的 IP 地址到物理地址之间的映射;当网上出现一个新的计算机时,该新的计算机尽可能主动广播它的 IP 地址和物理地址,以避免其它站都运行 ARP。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,22,12.3 实验原理(续),ARP 数据报格式,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,23,12.3 实验原理(续),TCP 协议:传输控制协议面向连接;可靠;在源端将上层的数据流划
14、分成段的形式,在目的端将段重新整合成数据流;重传机制;流控制。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,24,12.3 实验原理(续),TCP首部,20 字节的固定首部,目 的 端 口,数据偏移,检 验 和,选 项(长 度 可 变),源 端 口,序 号,紧 急 指 针,窗 口,确 认 号,保 留,FIN,32 位,SYN,RST,PSH,ACK,URG,位 0 8 16 24 31,填 充,TCP 数据部分,TCP 首部,TCP 报文段,IP 首部,发送在前,IP 数据部分,TCP 数据报格式,2023/10
15、/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,25,12.3 实验原理(续),TCP 选项域,end of options,NOPno operation,MaximumSegment Size,WindowScale Factor,Time Stamp,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,26,12.3 实验原理(续),建立 TCP 连接:通过三次握手建立一个 TCP 连接,协商一些参数(双方的初始序列号、分段大小等);,客户机(发起者)
16、,服务器(提供者),2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,27,12.3 实验原理(续),释放 TCP 连接:通过四次握手释放一个 TCP 连接。,客户机(发起者),服务器(提供者),FIN,FIN-ACK,FIN,FIN-ACK,发送数据,Data ack,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,28,12.3 实验原理(续),UDP 协议:用户数据报协议无连接;不可靠;以用户数据报形式传送信息,在目标端不需要重组数据;
17、不提供确认与流量控制。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,29,12.3 实验原理(续),UDP 数据报格式,伪首部,源端口,目的端口,长 度,检验和,数 据,首 部,UDP长度,源 IP 地址,目的 IP 地址,0,17,IP 数据报,字节,4,4,1,1,2,12,2,2,2,2,字节,发送在前,数 据,首 部,UDP 用户数据报,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,30,12.3 实验原理(续),DNS 协议
18、:域名解析协议,提供域名到主机IP地址的映射;域名服务的三大要素域(Domain)和域名(Domain name):域指由地理位置或业务类型而联系在一起的一组计算机构成;主机:由域名来标识,域名是由字符和(或)数字组成的名称,用于替代主机的数字化地址(IP 地址);域名服务器:提供域名解析服务的主机,通常由其 IP 地址标识。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,31,12.3 实验原理(续),域名解析过程,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分
19、析12 网络嗅探与协议分析,32,12.3 实验原理(续),DNS 报文格式,报文首部标识:16 bit#用于查询,应答报文使用同样的#标志查询或应答;希望递归;可以递归;授权应答。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,33,12.3 实验原理(续),DNS 消息格式头部(Header):包含关于消息性质方面的信息;查询问题(Question):包含目的服务器请求访问的信息;回答(Answer):包含用于提供 Question 部分所要求的信息的资源记录;授权(Authority):包含指向 Questi
20、on 部分所要求信息的权威服务器资源记录;额外信息(Additional):包含用于回答 Question 部分的其他信息。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,34,12.3 实验原理(续),2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,35,12.3 实验原理(续),说明:每个 DNS 消息都有一个 Header 部分,只有当 DNS 消息包含数据时,DNS 消息才包含其他 4 个部分。,2023/10/12,实验 12
21、网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,36,12.3 实验原理(续),DNS 消息的 Question 部分包含首标的 QDCOUNT 字段中设定的项目的数量;大多数情况下,该部分中只有一个选项。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,37,12.3 实验原理(续),2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,38,12.3 实验原理(续),HTTP 协议:基于客户|服务器
22、模式;客户机的操作GET:检索 URL(用得最多);HEAD:只检索响应头;POST:向服务器发送数据;PUT:puts page on server(在服务器上放页面);DELETE:从服务器上删除页面。HTTP 消息请求;响应。,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,39,12.3 实验原理(续),2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,40,12.3 实验原理(续),HTTP 操作客户机发送请求服务器发送响应HTTP
23、-Version:HTTP/1.0 200 OKContent-Length:3012Content-Type:text/html,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,41,12.3 实验原理(续),HTTP 请求报文格式,消息报头,请求行,HTTP 请求报文结构Crlf:cr 表示回车,lf 表示换行,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,42,12.3 实验原理(续),HTTP 响应报文格式,消息报头,请求行,HT
24、TP 响应报文结构Crlf:cr 表示回车,lf 表示换行,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,43,12.3 实验原理(续),HTTP 请求消息格式,Http 请求报文:ASCII(可读格式),GET/somedir/page.html HTTP/1.0 User-agent:Mozilla/4.0 Accept:text/html,image/gif,image/jpeg Accept-language:fr(extra carriage return,line feed),2023/10/12,实验
25、 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析,44,12.3 实验原理(续),HTTP 响应消息格式,HTTP/1.0 200 OK Date:Thu,06 Aug 1998 12:00:15 GMT Server:Apache/1.3.0(Unix)Last-Modified:Mon,22 Jun 1998.Content-Length:6821 Content-Type:text/html data data data data data.,2023/10/12,实验 12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议分析12 网络嗅探与协议
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- 实验 12 网络 协议 分析
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