《网络分析与协议测试》实验指导书
《网络协议分析与设计》实验教学大纲【模板】
《网络协议分析与设计》实验教学大纲一、课程中文名称：网络协议分析与设计（Network Protocol Analysis and Design）二、课程编码：********三、课程目标和基本要求：本课程是网络工程本科专业的专业课。
其研究对象是Internet所使用的TCP/IP协议族中的常用协议。
《网络协议分析与设计》是计算机科学与技术专业的一门专业必修课程。
本课程通过协议分析软件在网络中发送、捕获并分析TCP/IP协议族各种协议的报文来研究TCP/IP协议的工作原理、报文格式及报文交换次序等，从而掌握网络协议的原理、体系结构及常用协议，了解这些协议在不同环境下的操作过程，以及它们的协同工作过程，使学生能深入理解Internet的工作原理。
通过本课程的实验，对实际网络中传送的数据包进行捕获和分析，从而达到如下教学要求：（1）巩固和加深对计算机网络与通信原理的理解；（2）掌握TCP/IP协议的原理及体系结构；（3）了解TCP/IP协议族中常用协议的报文结构及其协同过程；（4）培养学生严谨的科学态度，严肃认真的工作作风。
四、课程总学时： 50 学时(严格按教学计划时数)[理论： 32 学时；实验： 18 学时]五、课程总学分: 2.5 学分(严格按教学计划学分)六、适用专业和年级：网络工程/三年级七、实验项目汇总表：八、大纲内容：实验一ARP地址解析协议分析[实验目的和要求]1、掌握ARP协议的作用和工作过程2、掌握ARP报文的格式及封装3、了解ARP命令的使用[实验内容]1、捕获并分析从网络上捕获的ARP请求和响应报文2、构造并发送ARP请求报文，然后捕获并分析其响应报文[主要实验仪器与器材]1、联网并运行SimpleNPTS软件的PC机。
实验二ICMP协议分析[实验目的和要求]1、掌握IP数据报的格式和封装2、掌握ICMP协议的作用和工作过程3、掌握ICMP报文的格式及封装4、了解PING、NETSTA T、TRACERT等命令的使用[实验内容]1、使用ping命令发送ICMP ECHO请求报文，同时使用协议分析软件捕获并分析从网络上捕获的ICMP请求和响应报文2、构造并发送ICMP ECHO请求报文，然后捕获并分析其响应报文。
网络协议分析实验指导书
网络协议分析实验指导书实验目的：本实验旨在通过对网络协议的分析和实际操作，加深对网络协议的理解，提升学生对网络通信的认识和应用能力。
实验材料：1. 一台计算机；2. 网络协议分析工具软件，例如Wireshark等；3. 网络环境，包括网络设备和互联网连接。
实验步骤：1. 准备工作：a. 确保计算机联网并能够正常访问互联网；b. 下载并安装网络协议分析工具软件。
2. 抓包分析：a. 打开网络协议分析工具软件，选择合适的网络接口进行抓包；b. 连接到目标网站，观察网络协议分析软件中的抓包数据；c. 选择合适的抓包数据进行分析，包括协议类型、源IP地址和目标IP地址等；d. 分析数据包中的协议类型，并对其进行解释和理解。
3. 协议解析：a. 选择其中一个数据包，进行具体协议的解析；b. 从包头开始，分析各个字段的含义和作用；c. 理解各个协议层之间的关系和交互方式；d. 分析数据包中的信息传输过程，包括源地址、目标地址、端口号等。
4. 实际操作：a. 根据实际情况，进行一次网络通信的实际操作；b. 使用网络协议分析工具软件捕捉该通信过程的数据包；c. 分析捕捉到的数据包，理解通信过程中各个协议的作用和流程。
5. 总结和展望：a. 总结本次实验的收获和体会；b. 分析网络协议分析在实际应用中的重要性和作用；c. 展望未来网络协议分析的发展方向和趋势。
实验注意事项：1. 本实验需要在合适的网络环境下进行，确保网络连接正常；2. 在进行网络抓包分析时，需要注意不要过度干扰正常网络通信；3. 在进行协议解析时，需要仔细观察并理解各个字段的含义；4. 在进行实际操作时，需要注意保护个人隐私和网络安全。
通过本次实验的分析和操作，理论与实践相结合，将帮助学生更好地理解和应用网络协议。
网络协议作为互联网通信的基础，对于网络工程师和网络安全专家来说，具有重要的意义和作用。
通过深入理解和掌握网络协议，可以提高网络通信的效率和安全性，并为网络技术的发展做出贡献。
计算机网络实验八
计算机⽹络实验⼋计算机⽹络实验指导书昆明理⼯⼤学信⾃学院实验⼋：计算机⽹络协议分析实验⼀、实验⽬的：了解各种协议的格式与⼯作机制，学习使⽤Wireshaek协议分析⼯具。
通过eNSP抓包⼯具，分析所获取报⽂的内容。
⼆、实验原理：1.TCP协议通讯的双⽅由IP地址和端⼝号标识。
32位序号、32位确认序号、窗⼝⼤⼩。
4位⾸部长度和IP协议头类似，表⽰TCP协议头的长度，以4字节为单位，因此TCP协议头最长可以是4x15=60字节，如果没有选项字段，TCP协议头最短20字节。
URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN是六个控制位。
16位检验和将TCP协议头和数据都计算在内。
2.UDP协议3.IP协议IP数据报的⾸部长度和数据长度都是可变长的，但总是4字节的整数倍。
对于IPv4，4位版本字段是4。
4位⾸部长度的数值是以4字节为单位的，最⼩值为5，也就是说⾸部长度最⼩是4x5=20字节，也就是不带任何选项的IP⾸部，4位能表⽰的最⼤值是15，就是说⾸部长度最⼤是60字节。
8位TOS字段有3个位⽤来指定IP数据报的优先级（⽬前已经废弃不⽤），还有4个位表⽰可选的服务类型（最⼩延迟、最⼤呑吐量、最⼤可靠性、最⼩成本），还有⼀个位总是0。
总长度是整个数据报的字节数。
每传⼀个IP数据报，16位的标识加1，可⽤于分⽚和重新组装数据报。
3位标志和13位⽚偏移⽤于分⽚。
TTL（Time to live)是这样⽤的：源主机为数据包设定⼀个⽣存时间，⽐如64，每过⼀个路由器就把该值减1，如果减到0就表⽰路由已经太长了仍然找不到⽬的主机的⽹络，就丢弃该包，因此这个⽣存时间的单位不是秒，⽽是跳（hop）。
协议字段指⽰上层协议是TCP、UDP、ICMP还是IGMP。
然后是校验和，只校验IP⾸部，数据的校验由更⾼层协议负责。
IPv4的IP地址长度为32位。
4.ICMP报⽂类型ICMP全称Internet Control Message Protocol（⽹际控制信息协议）。
主要协议分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着计算机网络技术的飞速发展，网络协议作为计算机网络通信的基础，扮演着至关重要的角色。
为了更好地理解网络协议的工作原理和功能，我们开展了主要协议分析实验。
本实验旨在通过分析常用网络协议的报文格式和工作机制，加深对网络协议的理解。
二、实验目的1. 熟悉常用网络协议的报文格式和工作机制。
2. 掌握网络协议分析工具的使用方法。
3. 培养网络故障排查和问题解决能力。
三、实验环境1. 实验设备：PC机、网线、Wireshark软件。
2. 实验网络：局域网环境，包括路由器、交换机、PC等设备。
四、实验内容本实验主要分析以下协议：1. IP协议2. TCP协议3. UDP协议4. HTTP协议5. FTP协议五、实验步骤1. IP协议分析（1）启动Wireshark软件，选择合适的抓包接口。
（2）观察并分析IP数据报的报文格式，包括版本、头部长度、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间、协议、头部校验和、源IP地址、目的IP地址等字段。
（3）分析IP分片和重组过程，观察TTL值的变化。
2. TCP协议分析（1）观察TCP数据报的报文格式，包括源端口号、目的端口号、序号、确认号、数据偏移、标志、窗口、校验和、紧急指针等字段。
（2）分析TCP连接建立、数据传输、连接终止的过程。
（3）观察TCP的重传机制和流量控制机制。
3. UDP协议分析（1）观察UDP数据报的报文格式，包括源端口号、目的端口号、长度、校验和等字段。
（2）分析UDP的无连接特性，观察UDP报文的传输过程。
4. HTTP协议分析（1）观察HTTP请求报文和响应报文的格式，包括请求行、头部字段、实体等。
（2）分析HTTP协议的请求方法、状态码、缓存控制等特性。
（3）观察HTTPS协议的加密传输过程。
5. FTP协议分析（1）观察FTP数据报的报文格式，包括命令、响应等。
（2）分析FTP的文件传输过程，包括数据传输模式和端口映射。
2024版《计算机网络》实验指导书
使用`tracert`命令跟踪路 由路径
使用`ping`命令测试网络 连通性
使用`netstat`命令查看网 络连接状态
实验结果与分析
1. 网络配置结果 展示主机名、IP地址、子网掩码和默
认网关的配置结果 2. TCP/IP协议分析结果
展示捕获的数据包，并分析各层协议 头部信息，包括源/目的IP地址、源/ 目的端口号、协议类型等
01 1. 环境搭建
02
安装和配置实验所需的软件和工具，如虚拟机、操作系
统、网络模拟器等；
03
构建实验网络拓扑，包括内部网络、外部网络和防火墙
等组成部分。
实验内容和步骤
2. 防火墙配置
选择一种防火墙软件或设备，如iptables、pfSense等； 配置防火墙规则，包括访问控制列表（ACL）、网络地址转换（NAT）、 端口转发等；
1. 连接路由器和交换机， 并启动设备
实验步骤
01
03 02
实验内容和步骤
3. 配置路由器接口，并启用路由协议 4. 配置交换机VLAN，并启用STP 5. 验证配置结果，确保网络连通性
实验结果与分析
01
实验结果
02
路由器和交换机配置成功，网络连通性良好
03
各设备运行状态正常，无故障提示
04
分析
02 如何提高网络服务器的安全性和稳定性？
03
如何优化网络服务器的性能？
04
在实际应用中，如何管理和维护网络服务 器？
05
实验五：网络安全与防火 墙配置
实验目的和要求
理解和掌握网络安全的基本概念和原 理；
通过实验，了解防火墙在网络安全中 的作用和重要性。
网络层协议实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解网络层协议的基本概念和作用；2. 掌握IP协议、ARP协议和RIP协议的基本原理和配置方法；3. 通过实验验证网络层协议在实际网络中的应用。
二、实验环境1. 实验设备：一台安装有Cisco Packet Tracer软件的PC机；2. 实验软件：Cisco Packet Tracer 7.3.1模拟器；3. 实验拓扑：实验拓扑结构如图1所示，包括三台路由器（R1、R2、R3）和三台主机（H1、H2、H3）。
图1 实验拓扑结构图三、实验内容1. IP协议分析实验（1）实验目的：了解IP协议的基本原理和配置方法。
（2）实验步骤：① 在R1、R2、R3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；② 在H1、H2、H3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；③ 使用Ping命令测试H1与H2、H3之间的连通性；④ 分析实验结果，验证IP协议在网络层的作用。
（3）实验结果与分析：通过实验，验证了IP协议在网络层中实现数据包的传输和路由功能。
当H1与H2、H3之间进行通信时，数据包会按照IP地址进行路由，最终到达目标主机。
2. ARP协议分析实验（1）实验目的：了解ARP协议的基本原理和配置方法。
（2）实验步骤：① 在R1、R2、R3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；② 在H1、H2、H3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；③ 在H1上配置MAC地址与IP地址的静态映射；④ 使用Ping命令测试H1与H2、H3之间的连通性；⑤ 分析实验结果，验证ARP协议在网络层的作用。
（3）实验结果与分析：通过实验，验证了ARP协议在网络层中实现IP地址与MAC地址的映射功能。
当H1与H2、H3之间进行通信时，数据包会通过ARP协议获取目标主机的MAC地址，从而实现数据包的传输。
3. RIP协议分析实验（1）实验目的：了解RIP协议的基本原理和配置方法。
（2）实验步骤：① 在R1、R2、R3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；② 在R1、R2、R3上配置RIP协议，使其相互通告路由信息；③ 在H1、H2、H3上配置IP地址、子网掩码和默认网关；④ 使用Ping命令测试H1与H2、H3之间的连通性；⑤ 分析实验结果，验证RIP协议在网络层的作用。
网络协议分析实验指导书
《网络协议分析》实验指导书前言《网络协议分析》课程是针对计算机网络工程专业的本科生而设置的一门课程，它具有很强的理论性和实践性。
本实验指导书是专门为《网络协议分析》理论课程配套的、指导学生完成相关实验及操作而编写的。
本实验指导书按照 TCP/IP的层次结构对网络互连中的主要协议进行分析，由下而上的设计了14个实验，涉及协议分析软件的使用、数据链路层协议分析、网络层协议分析、传输层协议分析、应用层协议分析等，共五个部分。
希望学生们通过以上实验进一步加深对网络协议的理解和掌握协议分析的方法。
根据不同的要求，可以在本指导书的范围内选择相应的实验内容，组合成满足不同需求的实验指南。
如16学时的实验可采用：以太网链路层帧格式分析实验、ICMP 协议分析实验、IP 协议分析实验、ARP 协议分析实验、TCP 协议分析实验、UDP 协议分析实验、FTP 协议分析实验、HTTP 协议分析实验等8个实验组合；8学时的实验可采用：以太网链路层帧格式分析实验、IP 协议分析实验、TCP 协议分析实验、FTP 协议分析实验等4个实验组合；其余的实验可以作为任选实验或者课下作业。
特别说明：1、本指导书中给出的实验网络物理模型，不需要学生动手搭建，所有网络物理模型都基于现有的实验室运行环境。
2、本指导书中网络物理模型中所用到的交换机和路由器均为锐捷设备，这里只是为举例方便。
如果改换为CISCO或者华为等的相应设备，不影响本实验的步骤和结果。
3、由于信息学院计算机基础实验室的实验环境有限，本指导书中也有些实验暂时还不完全支持，如：VLAN 802.1Q 帧格式分析实验；有些实验中所需要的软件名称和版本与实际环境中稍有差别，不需更改；若有需要重新安装或者改用其它的软件代替的，应该根据当堂实验课的指导老师的安排来进行。
4、实验中设备的ip地址以实际实验机器的ip地址为准，对应指导书中网络实验模型中的ip地址。
目录1.网络协议分析实验环境要求 (4)2.网络协议分析器Ethereal (5)2.1 Ethereal 主窗口简介 (5)2.2 Ethereal 菜单栏简介 (7)2.3 Ethereal 的工具栏 (7)2.4 Ethereal 的网络数据抓包过程 (8)2.5 由Ethereal协议窗口分析协议的格式 (11)3. 数据链路层协议分析 (15)3.1 以太网链路层帧格式分析实验 (15)3.2 VLAN 802.1Q 帧格式分析实验 (18)4. 网络层协议分析 (24)4.1 ICMP 协议分析实验 (24)4.2 IP 协议分析实验 (30)4.3 IP 数据报分片实验 (33)4.4 ARP 协议分析实验 (35)5.传输层协议分析 (38)5.1 TCP 协议分析实验 (39)5.2 UDP 协议分析实验 (44)6. 应用层协议分析 (47)6.1 DNS 协议分析实验 (47)6.2 FTP 协议分析实验 (52)6.3 HTTP 协议分析实验 (60)6.4 电子邮件相关协议分析实验 (64)6.5 TELNET 协议分析实验 (72)1. 网络协议分析实验环境要求（1）本指导书按照 TCP/IP的层次结构对网络互连中的主要协议进行分析。
网络协议分析 实验指导书
网络协议分析实验指导书贾伟陕西理工学院数学与计算机科学学院2015-06网络协议分析实验说明适用网络工程专业2012级。
实验总学时：10学时；实验项目：6个，其中3个验证，3个综合，必须完成1、2、4这三个实验。
通过使用wireshark捕获数据包进行分析和使用C语言编程实现对数据包的构造和分析进行实验，每个实验完成后需要将实验捕获的数据、程序代码等实验数据保存下来并上交。
实验完成后，除上交纸质的实验报告外，还要上交实验有关的电子文件，要求文件命名为：“实验X_学号_姓名_其它说明”，X取值为中文汉字“一”、“二”、……，连接符为英文输入的下划线“_”，学号为完整长度，各项中间均不得添加空格。
0.网络协议分析基础(预备实验)0.A 数据包捕获软件的使用数据包捕获分析软件建议选择Wireshark，因为它目前是全世界最广泛的网络数据包分析软件之一。
参考文献：(ISBN：978-7-115-30236-6)Chris Sanders;诸葛建伟等(译).Wireshark数据包分析实战(第2版).人民邮电出版社.2013,3.0.A.1尝试软件的下载和安装0.A.2设置软件捕获过滤器0.A.3选取网卡，开启捕获0.A.4停止捕获，保存捕获数据，打开捕获的数据文件0.A.5打开捕获的数据文件，查看数据包内容0.A.6设置显示过滤器0.A.8Wireshark高级数据包分析查看网络端点和网络会话；跟踪TCP流，图形展示IO流和数据流。
0.B C语言编程与网络数据包操作分析熟悉内存数据块的数据保存形式和对其使用不同指针的读取形式所获得的不同数据内容。
0.B.1 C的有关知识回顾1）了解ANSI C and ISO C的Keywords2）掌握C的有关基本数据类型及其长度3）字符数组和结构体定义（1）定义字符数组的语法（2）定义结构体的语法（3）数据类型的强制类型转换语法4）指针操作（1）定义指针变量的语法（2）指向字符数组的指针（3）指向结构体的指针5）比特位操作(与、或和移位)0.B.2 C语言编程练习1）输出内存地址的16进制形式2）讨论IPv4地址的定义和操作定义形式i）定义为32bit长度的无符号整数unsigned int ip；ii）定义为4个8bit长度的无符号字符串unsignedchar ip[4]；实现1)点分十进制形式的输入输出；2)判断是否是合法的IP地址；3)判断属于的IP地址类别（A、B、C、D类）；4)给IP地址和掩码，给出网络前缀；5)给2个IP地址和掩码，判断两个IP是否属于同一个网络。
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《网络分析与协议测试》实验指导书
郑啸编写
安徽工业大学计算机学院
2008年9月
引言
本门课程的实验工具为SMV，它是卡内基梅隆大学计算机学院开发的模型检验工具软件。
SMV是国际上广为流行的分析有限状态系统的常用工具。
它具有一套用于描述有限状态并发系统的规范语言，为了使用SMV对系统进行检验，首先要使用该规范语言来对系统进行描述（系统说明），并用CTL表示出系统将被检验的属性或性质，然后提交给SMV系统运行。
SMV系统接收了用户提交的输入后，先从系统规范中提取以有序二叉决策图（OBDD）形式表示的迁移系统，然后用基于OBDD的搜索算法确定系统是否满足用CTL描述的被检验性质，最后给出True或False的结果，并在某性质为False的情况下给出导致该结果的反例。
SMV的工作原理如下图所示。
图SMV 工作原理
通过该实验可以使学生掌握用模型检测工具分析简单协议的基本方法，辅助加强学生对协议开发原理的理解和掌握。
一、实验项目
1．实验一SMV模型检测工具的使用
实验目的：熟悉SMV语言的语法和词法。
实验内容：1. 翻译SMV使用指南《The SMV system for SMV version 2.54》（见附录）
2. SMV 程序的使用。
学时：2学时
2．实验二哲学家问题的建模与分析
问题描述：有五位哲学家围绕着餐桌坐，每一位哲学家要么思考要么等待，要么吃饭。
为了吃饭，哲学家必须拿起两双筷子（分别放于左右两端）不幸的是，筷子的数量和哲学家相等，所以每只筷子必须由两位哲学家共享。
为了防止死锁，要设置一些规则，请描述你的协议，并验证。
实验目的：掌握并发程序的建模和分析方法
实验内容：1. 用自然语言描述哲学家进餐问题的内容
2．用有限状态机建模
3．用SMV语言描述
4．验证有关的属性
学时：4学时
3．实验三AB协议的建模与分析
问题描述：AB(Alternating Bit Protocol)协议具有重发机制，并且在应答时附加了“0”和“1”的序号控制。
在该协议中，发送端S交替向接收端R发送序号为“0”和“1”的报文，R交替地回答认可序号为“0”和“1”的认可报文。
实验目的：掌握网络协议的建模和分析方法
实验内容：1. 用自然语言描述协议的内容
2．用有限状态机建模
3．用SMV语言描述
4．验证有关的属性
学时：4学时
二、实验报告书写要求
实验报告应包括：
1．实验目的
2．实验内容
1）协议的有限状态模型
2）协议的SMV语言描述
3）协议的验证属性描述（即SPEC语句）
3．实验结果
程序运行结果，属性是否满足。