【編號】001
【課題】《ipv4頭部格式與socket程式設計初步》
① ipv4協議頭部格式的理解
② tracert 原理分析（可選）
③ 基於「記錄路由」選項的路由探測（可選）
④ 基本的、基於阻塞方式的socket程式設計
【目標】了解ipv4協議資料報文頭部字段格式；可以使用一種抓包工具，如：ethereal；
了解基本的阻塞方式的socket程式設計步驟。
【重點】阻塞方式的socket程式設計步驟
【學習難點】
【課時】2課時
【實驗環境】網路實驗室，windowsxp或2000、2003；
抓包工具：ethereal version 0.99.0或sniffer portabble v4.7.5 sp5；
程式設計工具：vc++6.0 + msdn
【教學方法】學生根據本指導書自主練習 + 教師指導。
【實驗內容】
一、 理解ipv4協議頭部結構
實驗步驟：
① 安裝抓包工具，sniffer或ethereal（ethereal比較簡明，建議安裝ethereal）。啟動並設定為抓包狀態；
② 進入命令列模式，ping 某個**，如：
③ 在抓包工具顯示的結果中，選擇乙個ip包，對照教材的ipv4格式，逐一分析ip頭部各個字段、如版本號、頭部長度、等等。
二、 利用抓包工具，分析tracert 原理（本題目可選）
【注】tracert 工作原理如下：
tracert（跟蹤路由）實用程式用於確定ip資料報文訪問目標所採取的路徑。tracert命令用ip生存時間（ttl）欄位和 icmp 錯誤訊息來確定從乙個主機到網路上其他主機的路由。
通過向目標傳送不同ip生存時間（ttl）值的「internet控制訊息協議（icmp）」回應資料報，tracert診斷程式確定到目標所採取的路由。（路徑上的每個路由器在**資料報之前將資料報上的ttl減1。資料報上的ttl減為0時，路由器應該將「icmp 已超時」的訊息發回源系統。
）tracert的工作過程是：源主機向目的主機首先傳送ttl為1的icmp請求資料報，然後在隨後的每次傳送過程將ttl遞增1，直到目標響應或ttl達到最大值，通過檢查經由（中間）路由器發回的「icmp 已超時」訊息來確定路由。（假如某些路由器不經詢問直接丟棄ttl過期的資料報，則導致在tracert 實用程式中看不到該路由。
）實驗步驟：
① 已安裝抓包工具，如sniffer或ethereal。啟動並設定為抓包狀態；
② 進入命令列模式，tracert 某個**，如：tracert 見圖1-1所示）
③ 在抓包工具顯示的結果中，注意各個icmp回應報文，對照上面第②步執行的顯示結果，分析並理解tracert 的工作原理。
圖1-1
圖1-2
三、基於「記錄路由」選項的路由探測
【注】請回顧record route options（記錄路由選項）。
使用「記錄路由」選項是比較容易的探測路由方式。打個比方，我想知道一封從上海發出，目的地是北京的信，中間經過了多少個郵局**。這個過程很簡單，只要中間郵局在**的信件扣上他們自己的郵戳，這封信到達目的地北京後，北京再把這封信回郵給我，當我收到回信後，只要看信上的郵戳，便知道中間經過哪些郵局。
類似ping -r 9 這樣的命令便可實現這種記錄中間路由的功能，命令返回的顯示結果是中間路由器的ip位址。
ping命令發出的是型別為8的icmp資料報，當使用ping -r時，這個型別為8的icmp資料報被裝在乙個ip資料報裡，ip資料報的options（選項）字段預留出給中間路由器扣戳的地方，只能容納9臺中轉路由器的ip位址。
當這個資料報被傳送端送出後，每經過乙個中轉路由器，中轉路由器的ip軟體便會在此ip資料報的選項欄位中加入一條這個中轉路由器的ip位址。
當這個資料報到達目的地時（如，目的裝置便會返回一條型別為0的icmp資料報，該報文options欄位的資料部分即是剛收到的icmp資料報中的options欄位資料內容。
當這個型別為0的icmp資料報回送到源傳送端時，您便會在螢幕上看見一些中間路由器的ip位址了。例如，圖1-3為訪問經過的路由器。
圖1-3
實驗步驟：
① 已安裝抓包工具，如sniffer或ethereal。啟動並設定為抓包狀態；
② 進入命令列模式，使用帶有-r 選項的ping命令訪問某個**，如：
ping –r 9 見圖1-3所示）
③ 在抓包工具顯示的結果中，注意icmp兩種報文，注意選項欄位的值並對照上面
第②步執行的顯示結果，觀察報文的選項內容。（下圖1-3是icmp的請求報文，
注意其選項欄位的值）
圖1-3
四、基本的、基於阻塞方式的socket程式設計
實驗步驟：
① 使用vc++6.0（或更高版本的visual studio）建立基於控制台的工程；
② 分別將下面表1-1（客戶端）、表1-2（伺服器端）的**錄入。（最好是在兩台pc機上編譯執行）；
③ 根據**的接收、傳送邏輯，觀察程式執行結果。
表1-1客戶端**
表1-2伺服器端**
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