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title: Lab3 - IPv4
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# 华东师范大学软件学院实验报告
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## 一、实验目的
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学习 IP 协议的相关内容
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## 二、使用内容与实验步骤
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1. 捕获轨迹
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1. 对一个远程服务器使用 wget/curl 指令，并检查是否成功；
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2. 对同一远程服务器使用 traceroute 指令，查看访问的路径；
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3. 启动 Wireshark ，选择过滤 tcp port 80 ，并勾选“启用网络名称检查”
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4. 重复第一步
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5. 返回 Wireshark ，停止捕获。
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2. 检查捕获到的数据
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1. 选择任意捕获到的数据包，查看其结构与组成数据包字节的详细信息；
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2. 展开 IP 报头字段并查看详细信息。
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3. IP 结构
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1. 绘制一个 IP 字段位置与大小的报文图
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2. 回答下列问题
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1. 电脑与远程服务端的 IP 地址分别是多少？
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2. 总长字段包括 IP 报头与 IP 负载还是仅计算 IP 负载？
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3. 对于不同数据包，标识字段的值是不同还是相同？
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4. 电脑发送的数据包的 TTL 字段的初始值是什么？是最大可能值还是一个较小的值？
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5. 如何通过查看数据包确认其是否被分段？
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6. IP 报头长度是多少，它如何在报头字段中编码？
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4. IP 路径
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绘制 1.2 步骤中访问的路径
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5. IP 报头校验
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通过如下步骤检验 IP 报头校验和是否正确
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1. 将报头划分为等长的 10 段，每段长度为 2 个字节，将其视为 10 个十六进制数字；
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2. 将 10 个 16 进制数字相加，计算他们的和；
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3. 将得到的和分为两段，使得其中的一段为最右边的 4 位 16 进制数，计算两段之和；
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4. 检查结果是否为 0xffff 。
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## 三、实验环境
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- 实验仪器：ThinkPad X230i
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- 操作系统：Arch GNU/Linux x86\_64
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- 以太网控制器：Intel Corporation 82575LM Gigabit Network Connection
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- 网络控制器：Realtek Semiconductor Co., Ltd. RTL8188CE 820.11b/g/n WiFi Adapter
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- 网络连接：校园网ECNU-1X
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## 四、实验过程与分析
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1. 捕获轨迹
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traceroute 获取到的信息如下：
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``` bash
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traceroute to 1st.moe (52.74.232.59), 30 hops max, 60 byte packets
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1 * * *
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2 10.100.5.1 (10.100.5.1) 8.795 ms 8.962 ms 9.096 ms
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3 202.120.95.246 (202.120.95.246) 9.451 ms 9.092 ms 9.243 ms
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4 202.120.95.254 (202.120.95.254) 12.480 ms 12.777 ms 13.331 ms
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5 10.255.16.1 (10.255.16.1) 12.974 ms 13.249 ms 12.734 ms
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6 10.255.249.253 (10.255.249.253) 12.382 ms 11.127 ms 11.127 ms
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7 10.255.38.254 (10.255.38.254) 10.087 ms 9.632 ms 9.452 ms
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8 202.112.27.13 (202.112.27.13) 9.268 ms 6.546 ms 6.331 ms
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9 101.4.117.58 (101.4.117.58) 6.248 ms 9.316 ms 9.147 ms
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10 * * *
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11 101.4.115.250 (101.4.115.250) 37.316 ms 37.288 ms 36.908 ms
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12 * * *
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13 * * 101.4.114.194 (101.4.114.194) 33.724 ms
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14 101.4.114.170 (101.4.114.170) 38.219 ms 101.4.117.102 (101.4.117.102) 44.767 ms 44.589 ms
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15 101.4.114.222 (101.4.114.222) 67.753 ms 67.658 ms 63.246 ms
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16 203.131.254.213 (203.131.254.213) 85.750 ms 85.593 ms 85.431 ms
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17 203.131.242.222 (203.131.242.222) 67.546 ms 67.933 ms 67.157 ms
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18 52.93.157.242 (52.93.157.242) 67.671 ms 52.93.157.226 (52.93.157.226) 67.991 ms 68.002 ms
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19 52.93.35.125 (52.93.35.125) 67.392 ms 52.93.35.109 (52.93.35.109) 68.086 ms 52.93.35.35 (52.93.35.35) 68.009 ms
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20 * * *
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21 * * *
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22 * * *
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23 * * *
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24 * * *
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25 * * *
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26 * * *
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27 * * *
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28 * * *
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29 * * *
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30 * * *
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```
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2. 
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3.
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1. IP结构
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<table align="center">
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<tr>
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<td align="center" colspan='12'>IP</td>
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||
<td align="center">TCP</td>
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||
</tr>
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||
<tr>
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<td align="center">Version</td>
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||
<td align="center">Header Length</td>
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||
<td align="center">Differentiated Services Field</td>
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<td align="center">Total Length</td>
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<td align="center">Identification</td>
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<td align="center">Flags</td>
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<td align="center">Fragment Offset</td>
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<td align="center">TTL</td>
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<td align="center">Protocal</td>
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<td align="center">Header Checksum</td>
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<td align="center">Source Address</td>
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<td align="center">Destinatoin Address</td>
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<td align="center" rowspan='2'>32 Bytes</td>
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</tr>
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<tr>
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<td align="center">4 bits</td>
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||
<td align="center">4 bits</td>
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<td align="center">1 Byte</td>
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<td align="center">2 Bytes</td>
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||
<td align="center">2 Bytes</td>
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<td align="center">3 bits</td>
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<td align="center">13 Bits</td>
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<td align="center">1 Byte</td>
|
||
<td align="center">1 Byte</td>
|
||
<td align="center">2 Bytes</td>
|
||
<td align="center">4 Bytes</td>
|
||
<td align="center">4 Bytes</td>
|
||
</tr>
|
||
<tr>
|
||
<td align="center" colspan='12'>Ethernet Header</td>
|
||
<td align="center">Ethernet Payload</td>
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||
</tr>
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</table>
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2.
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1. 服务端 IP 地址为 52.74.232.59；电脑 IP 地址为 172.30.218.6
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2. 总长字段为 52 = 20 + 32 ，所以计算时包含 IP 报头与 IP 负载
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3. 不同
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4. 电脑发送的 TTL 值为 38 ，是一个较小的值
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5. 通过查看 Flags 字段
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6. 长度为 20 Bytes ，编码在 IP 报头第一个字节的 4~8 位
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4.
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5. 执行如下代码：
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``` c
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#include<bits/stdc++.h>
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using namespace std;
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int main()
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{
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printf("%x",0x4500+0x0034+0xd124+0x4000+0x2606+0xe0f4+0x344a+0xe83b+0xda06+0xac1e);
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return 0;
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}
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```
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其结果为0x4fffb，计算4+fffb=ffff，故正确。
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