第二次实验报告：使用Packet Tracer分析应用层协议

姓名：黄声钦

学号：201821121077

班级：计算1813

1 实验目的

熟练使用Packet Tracer工具。分析抓到的应用层协议数据包，深入理解应用层协议，包括语法、语义、时序。

2 实验内容

使用Packet Tracer，正确配置网络参数，抓取应用层协议的数据包并分析，协议包含DNS、FTP, DHCP, stmp, pop3。步骤包含：

建立网络拓扑结构
配置参数
抓包
分析数据包

3. 实验报告

（1）建立网络拓扑结构

3.1 DNS

（2）配置参数

PC和SERVER的IP配置如下：

server的DNS配置如下：

（3）抓包并分析抓到的数据包

开始抓包：

分析抓取到的数据包：

此图为OSI模型界面，OSI模型包含七个层次，图中显示了七个层次的数据，最后一行表示这是由dns客户端向dns服务器发送dns查询。

上图为传出pdu详细信息，这里先介绍IP段，各字段的意义如下图：

首先看出每一个IP地址是32bite

其中TTL代表生存时间，即为缓存时间，如果这一项为0，表示只能传输不能缓存，CHKSUM表示校验

接下来是UDP部分；

SRC/DEST PORT下的数字是源端口号和目的端口号，端口号的有效范围是从0到65535。一般来说，大于49151的端口号都代表动态端口。

DNS header：

各字段意义如下图：

标识ID：请求客户端设置的16位标示，服务器给出应答的时候会带相同的标示字段回来，这样请求客户端就可以区分不同的请求应答了。

标志：
QR 1个比特位用来区分是请求（0）还是应答（1）。

OPCODE 4个比特位用来设置查询的种类，应答的时候会带相同值，可用的值如下：

0 标准查询 (QUERY)

1 反向查询 (IQUERY)

2 服务器状态查询 (STATUS)

3-15 保留值，暂时未使用

AA 授权应答(Authoritative Answer) - 这个比特位在应答的时候才有意义，指出给出应答的服务器是查询域名的授权解析服务器。

注意因为别名的存在，应答可能存在多个主域名，这个AA位对应请求名，或者应答中的第一个主域名。

TC 截断(TrunCation) - 用来指出报文比允许的长度还要长，导致被截断。

RD 期望递归(Recursion Desired) - 这个比特位被请求设置，应答的时候使用的相同的值返回。如果设置了RD，就建议域名服务器进行递归解析，递归查询的支持是可选的。

RA 支持递归(Recursion Available) - 这个比特位在应答中设置或取消，用来代表服务器是否支持递归查询。

Z 保留值，暂时未使用。在所有的请求和应答报文中必须置为0。

RCODE 应答码(Response code) - 这4个比特位在应答报文中设置，代表的含义如下：

0 没有错误。

1 报文格式错误(Format error) - 服务器不能理解请求的报文。

2 服务器失败(Server failure) - 因为服务器的原因导致没办法处理这个请求。

3 名字错误(Name Error) - 只有对授权域名解析服务器有意义，指出解析的域名不存在。

4 没有实现(Not Implemented) - 域名服务器不支持查询类型。

5 拒绝(Refused) - 服务器由于设置的策略拒绝给出应答。比如，服务器不希望对某些请求者给出应答，或者服务器不希望进行某些操作（比如区域传送zone transfer）。

6-15 保留值，暂时未使用。

问题数QDCOUNT 无符号16位整数表示报文请求段中的问题记录数。

资源记录数ANCOUNT 无符号16位整数表示报文回答段中的回答记录数。

授权资源记录数NSCOUNT 无符号16位整数表示报文授权段中的授权记录数。

额外资源记录数ARCOUNT 无符号16位整数表示报文附加段中的附加记录数。

请求报文DNS Query:

各字段分别为：查询名，查询类型，查询类

最后是响应报文：

域名NAME 资源记录包含的域名

类型TYPE 2个字节表示资源记录的类型，指出RDATA数据的含义

类CLASS 2个字节表示RDATA的类

生存时间TTL 4字节无符号整数表示资源记录可以缓存的时间。0代表只能被传输，但是不能被缓存。

**资源数据长度URDLENGT**H 2个字节无符号整数表示RDATA的长度

资源数据RDATA 不定长字符串来表示记录，格式根TYPE和CLASS有关。比如，TYPE是A，CLASS 是 IN，那么RDATA就是一个4个字节的ARPA网络地址。

3.2 FTP

先在server端开启ftp服务

然后在PC端链接ftp服务：

抓取数据包；

以最后一个数据包为例：

首先分析TCP段各字段：

源端口号/目的端口号: 表示数据从哪个进程来, 到哪个进程去.
32位序号:
4位首部长度: 表示该tcp报头有多少个4字节(32个bit)
6位保留: 顾名思义, 先保留着, 以防万一
6位标志位
16位窗口大小:
16位检验和: 由发送端填充, 检验形式有CRC校验等. 如果接收端校验不通过, 则认为数据有问题. 此处的校验和不光包含TCP首部, 也包含TCP数据部分.
16位紧急指针: 用来标识哪部分数据是紧急数据.
选项和数据暂时忽略

最后的FTP段230表示登录成功。

3.3 DHCP

开启服务端的DHCP：

PC端由静态改成DHCP：

开始抓包；

点开最后一个数据包：

解释DHCP各字段的含义：

OP:

若是 client 送给 server 的封包，设为 1 ，反向为 2。HTYPE

硬件类别，Ethernet 为 1。

HLEN:

硬件地址长度， Ethernet 为 6。

HOPS:

若封包需经过 router 传送，每站加 1 ，若在同一网内，为 0。

TRANSACTION ID:

DHCP REQUEST 时产生的数值，以作 DHCPREPLY 时的依据。

SECONDS:

Client 端启动时间（秒）。

FLAGS:

从 0 到 15 共 16 bits ，最左一 bit 为 1 时表示 server 将以广播方式传送封包给 client ，其余尚未使用。

ciaddr:

要是 client 端想继续使用之前取得之 IP 地址，则列于这里。

yiaddr:

从 server 送回 client 之 DHCP OFFER 与 DHCPACK封包中，此栏填写分配给 client 的 IP 地址。

siaddr:

若 client 需要透过网络开机，从 server 送出之 DHCP OFFER、DHCPACK、DHCPNACK封包中，此栏填写开机程序代码所在 server 之地址。

giaddr:

若需跨网域进行 DHCP 发放，此栏为 relay agent 的地址，否则为 0。

chaddr:

Client 之硬件地址。

sname:

Server 之名称字符串，以 0x00 结尾。

file:

若 client 需要透过网络开机，此栏将指出开机程序名称，稍后以 TFTP 传送。

options:

允许厂商定议选项（Vendor-Specific Area)，以提供更多的设定信息（如：Netmask、Gateway、DNS、等等）。其长度可变，同时可携带多个选项，每一选项之第一个 byte 为信息代码，其后一个 byte 为该项数据长度，最后为项目内容。CODE LEN VALUE 此字段完全兼容 BOOTP ，同时扩充了更多选项。其中，DHCP封包可利用编码为 0x53 之选项来设定封包类别。