计算机网络实验： 使用Wireshark抓包工具进行网络层和链路层网络协议分析（Ethernet & ARP部分）

本文主要是介绍计算机网络实验： 使用Wireshark抓包工具进行网络层和链路层网络协议分析（Ethernet & ARP部分），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

在这一部分中，我们将抓取并分析 Ethernet 数据帧的内容，观察 ARP 协议在现实网络中如何工作。

1. 抓取Ethernet 数据帧并进行分析：
   a) 启动web浏览器，清空浏览器的缓存，启动 Wireshark 程序
   
   b) 键入：
   http://gaia.cs.umass.edu/wireshark-labs/HTTP-ethereal-lab-file3.html
   
   c) 停止 Wireshark 程序，选择显示 IP 协议以下的协议,如下图：
   
   d) 分析包含了 Http GET 数据的 Ethernet frame 的内容。
   由上图可知，我所在主机的以太网地址是 TendaTec_e1:26:b0，即d8:32:14:e1:26:b0。以太网 Frame 中目标主机48位地址是：TendaTec_e1:26:b0(d8:32:14:e1:26:b0)。它不是
   gaia.cs.umass.edu服务器的以太网地址，而是路由器的以太网地址。
   然后我们可以看到 Frame 头部 Type 字段的值为IPv4（0x0800），字段的值的含义是帧类型/长度，当该字段的值大于或等于 0x0800 时，表示上层数据使用的协议类型，8 表示以太网。
2. ARP协议分析
   a) Windows 操作系统进入 CMD 下，使用 ARP 命令，分析 ARPcache 内容。上面给出了ARP命令的详细用法。结合上面的用法：
   下面显示ARP表
   尝试添加静态项，遇到错误：
   ARP项的添加/删除等权限需要管理员身份。以管理员身份运行cmd，重新尝试：
   
   尝试添加静态项：
   显示ARP表：
   可以观察到已经成功添加静态项。下面尝试删除该项：
   可以观察到，已经成功删除该项。

b) 键入 arp -d *命令，清除 ARPcache内容。

之后，再清除浏览器缓存。

c) 打开 Wireshark，打开浏览器。
d) 键入：
http://gaia.cs.umass.edu/wireshark-labs/HTTP-wireshark-lab-file3.html
e) 停止 Wireshark，更改 Wireshark 的“listing of captured packets”窗口为 arp：
这里遇到了问题，输入arp之后没有数据包。解决方法是，更换浏览器，并在网页加载完成之后，继续等待比较长的时间再结束捕获，过早结束回到是捕获不到arp数据包。
问题解决之后，捕获结果如下：
f) 下面分析arp数据包。
ARP报文可以表示为：
Who has target IP address? Tell sender IP address.
具体格式如下图所示：
具体地：
 硬件类型：16位字段，用来定义运行ARP的网络类型。每个局域网基于其类型被指派一个整数。例如：以太网的类型为1。ARP可用在任何物理网络上。
 协议类型：16位字段，用来定义使用的协议。例如：对IPv4协议这个字段是0800。ARP可用于任何高层协议。
 硬件长度：8位字段，用来定义物理地址的长度，以字节为单位。例如：对于以太网的值为6。
 协议长度：8位字段，用来定义逻辑地址的长度，以字节为单位。例如：对于IPv4协议的值为4。
 操作码：16位字段，用来定义报文的类型。已定义的分组类型有两种：ARP请求（1），ARP响应（2）。
 源硬件地址：这是一个可变长度字段，用来定义发送方的物理地址。例如：对于以太网这个字段的长度是6字节。
 源逻辑地址：这是一个可变长度字段，用来定义发送方的逻辑（IP）地址。例如：对于IP协议这个字段的长度是4字节。
 目的硬件地址：这是一个可变长度字段，用来定义目标的物理地址，例如，对以太网来说这个字段位6字节。对于ARP请求报文，这个字段为全0，因为发送方并不知道目标的硬件地址。
 目的逻辑地址：这是一个可变长度字段，用来定义目标的逻辑（IP）地址，对于IPv4协议这个字段的长度为4个字节。
对上面捕获到的的ARP报文，硬件类型为Ethernet（1），协议类型为IPv4，硬件长度为6，协议长度为4，操作码为1代表请求，同时可以找到源Mac地址与IP地址、目标MAC地址与目标IP地址。

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