课程设计

课程设计题目网络协议分析实验报告学生姓名：

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2014年 6 月 29日

实验1 基于ICMP的MTU测量方法

实验目的

1）掌握ICMP协议

2）掌握PING程序基本原理

3）掌握socket编程技术

4）掌握MTU测量算法

实验任务

编写一个基于ICMP协议测量网络MTU的程序，程序需要完成的功能：

1）使用目标IP地址或域名作为参数，测量本机到目标主机经过网络的MTU；

2）输出到目标主机经过网络的MTU。

实验环境

1）Linux系统；

2）gcc编译工具，gdb调试工具。

实验步骤

1.首先仔细研读ping.c例程，熟悉linux下socket原始套接字编程模式，为实验做好准

备；

2.生成最大数据量的IP数据报（64K），数据部分为ICMP格式，ICMP报文为回送请求报文，

IP首部DF位置为1；由发送线程发送；

3.如果收到报文为目标不可达报文，减少数据长度，再次发送，直到收到回送应答报文。

至此，MTU测量完毕。

ICMP协议是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。它是一个非常重要的协议，它对于网络安全具有极其重要的意义。[1]

它是TCP/IP协议族的一个子协议，属于网络层协议，主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。ICMP报文在IP帧结构的首部协议类型字段（Protocol 8bit)的值=1.

ICMP原理

ICMP提供一致易懂的出错报告信息。发送的出错报文返回到发送原数据的设备，因为只有发送设备才是出错报文的逻辑接受者。发送设备随后可根据ICMP报文确定发生错误的类型，并确定如何才能更好地重发失败的数据包。但是ICMP唯一的功能是报告问题而不是纠正错误，纠正错误的任务由发送方完成。

我们在网络中经常会使用到ICMP协议，比如我们经常使用的用于检查网络通不通的Ping命令（Linux和Windows中均有），这个“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。还有其他的网络命令如跟踪路由的Tracert命令也是基于ICMP协议的。

ICMP(Internet Control Message,网际控制报文协议)是为网关和目标主机而提供的一种差错控制机制，使它们在遇到差错时能把错误报告给报文源发方.是IP层的一个协议。但是由于差错报告在发送给报文源发方时可能也要经过若干子网，因此牵涉到路由选择等问题，所以ICMP报文需通过IP协议来发送。ICMP数据报的数据发送前需要两级封装：首先添加ICMP报头形成ICMP报文，再添加IP报头形成IP数据报

通信术语最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。

实验2 基于UDP的traceroute程序

实验目的

1）掌握UDP协议

2）掌握UDP客户机/服务器编程模式

3）掌握socket编程技术

4）掌握traceroute算法

实验任务

1. 熟悉程序udp-client.c和udp-server.c，使用网络嗅探器（如wireshark）分析UDP 通讯数据报格式；

2. 编写一个基于UDP协议的网络路径记录程序程序，程序需要完成的功能：

1）使用目标IP地址或域名作为参数，测量本机到目标主机经过的路由器IP地址；

2）输出到目标主机经过网络路由器IP地址。

实验环境

1）Linux系统；

2）gcc编译工具，gdb调试工具。

实验步骤

1.首先分别编译程序udp-client.c和udp-server.c，编译命令如下：

gcc udp-client.c –o udp-client

gcc udp-server.c –o udp-server

启动网络嗅探程序：wireshark。

打开两个终端窗口，进入程序所在目录，分别运行./udp-client和./udp-server，查看wireshark采集到的UDP通讯数据，截图并结合图对UDP协议格式进行说明；

2.通过socket编程，发送udp数据报，设置目的端口号为不常用的值，TTL值初始为1，

逐步增加，接收超时ICMP报文和ICMP不可达报文；如果接收到ICMP超时报文，则记录发送ICMP超时报文的路由器IP地址，如果收到ICMP不可达报文，则为目的主机到达；

3.输出记录的所有路由器IP地址。

实验结果

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