【计算机网络实验】IP和ICMP协议分析

简介：
本课程通过实践操作深入讲解并分析IP（互联网协议）与ICMP（互联网控制消息协议），帮助学生掌握其原理及应用。 【计算机网络】实验 IP协议与ICMP协议分析 在计算机网络领域，IP（Internet Protocol）是互联网的核心组成部分，负责不同网络间的数据包传输任务；而作为IP的一部分的ICMP（Internet Control Message Protocol），则承担着错误报告和网络诊断的功能。本次实验旨在通过Wireshark工具深入剖析这两种协议的工作机制。 一、实验目标 1. 分析并理解IP协议的数据报结构及头部各字段的作用。 2. 掌握ICMP协议，了解其在网络通信中的应用价值。 二、所需环境 需要一台已连接互联网的计算机，并安装有Windows操作系统和Wireshark抓包工具以及浏览器（如IE），以进行网络操作测试。 三、预备知识 应熟悉TCP/IP协议栈的基本架构，掌握MAC地址与IP地址的概念，理解ARP协议的工作原理及如何使用Wireshark执行基本的操作。 四、实验步骤 1. 利用ipconfig -all命令获取主机的IP和MAC地址以及默认网关信息。 2. 启动Wireshark软件，并通过ping指令向网关发送数据包，在Wireshark中设置过滤条件，观察从网关传送到本地机的数据包情况。 五、对IP协议进行分析 1. IP首部字段解析： - 版本：4比特长，表示当前使用的IPv4版本。 - 首部长度：以32位字为单位的最大值60（含选项）和最小值20（无额外选项），用于指示IP头部的大小。 - 区分服务：8比特，影响数据包在网络中的优先级和服务类型。 - 总长：16比特，代表整个IP报文长度包括头与载荷，默认上限为65535字节。 - 标识符：用于识别碎片重组过程中的各个部分的唯一标识码（每个分片具有相同的ID）。 - 标志字段：控制是否允许进行分段操作，共占用了IP首部中3比特的位置。 - 片偏移量：13比特宽，用来确定一个数据包在原始报文中的位置信息。 - 生存时间（TTL）: 数据包在网络上传送时的最大跳数限制。 - 协议号：8比特长的字段用于指示上层使用的协议类型，如TCP(6)、UDP(17)等。 - 首部校验和：16比特宽，用来检查IP头部数据的有效性。 六、ICMP协议解析 当使用ping命令发送回声请求时，网关会返回相应的响应信息。这期间涉及到的ICMP消息包含了类型、代码及校验和等字段内容，帮助我们更好地了解网络状况与性能表现情况。 七、实验解答问题汇总 1. 首部长度：首部长度值的最大为60字节。 2. 生存时间（TTL）: 默认初始设置后每次通过路由器时减一，直到达到零为止表示数据包已过期并被丢弃。 3. 协议字段：8比特的协议号代表上层使用何种类型的通信方式，在本次实验中该值为1意味着承载的是ICMP信息。 此次试验有助于我们深入理解IP及ICMP在实际网络环境中的应用，并且利用Wireshark工具分析网络流量的强大能力。同时，对网络层次的理解也能帮助我们在遇到问题时更快地定位和解决它们，进一步优化整体的网络性能表现。