计算机网络协议分析-传输控制协议TCP-哈理工版本协议分析五(共9页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上成绩：实 验 报 告课程名称：计算机网络协议分析实验项目：传输控制协议TCP姓 名：专 业：班 级：学 号：计算机科学与技术学院实验教学中心 年 月 日专心-专注-专业实验项目名称： 传输控制协议TCP （ 4学时）一、实验目的1. 掌握TCP协议的报文格式2. 掌握TCP连接的建立和释放过程3. 掌握TCP数据传输中编号与确认的过程4. 掌握TCP协议校验和的计算方法5. 理解TCP重传机制二、实验内容一. TCP报文格式16位源端口号16位目的端口号32位序号32位确认序号4位首部长度保留（6位）URGACKPSHRSTSYNFIN16位窗口大小16位校验和16位紧急指针选项数据二. TCP连接的建立 TCP是面向连接的协议。 在面向连接的环境中，开始传输数据之前，在两个终端之间必须先建立一个连接。对于一个要建立的连接，通信双方必须用彼此的初始化序列号seq和来自对方成功传输确认的应答号ack（指明希望收到的下一个八位组的编号）来同步，习惯上将同步信号写为SYN，应答信号写为ACK,整个同步的过程称为三次握手。三. TCP连接的释放 对于一个已经建立的连接，TCP使用四次握手来结束通话（使用一个带有FIN附加标记的报文段）。四. TCP重传机制 TCP每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到期，但还没有收到确认，就要重传这一报文段。三、实验步骤练习一：察看TCP连接的建立和释放1. 主机B、C、D启动协议分析器进行数据捕获,并设置过滤条件（提取TCP协议）。2. 主机A启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。在“服务器信息/IP地址”中填入主机C的IP地址；使用“端口扫描”获取主机C的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机C的一个TCP端口(大于1024)；点击“连接”按钮进行连接。3. 察看主机B、C、D捕获的数据。4. 主机A断开与主机C的TCP连接。5. 察看主机B、C、D捕获的数据。练习二：利用仿真编辑器编辑并发送TCP数据包§ 本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组，现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。§ 在本实验中由于TCP连接有超时时间的限制，故仿真编辑器和协议分析器的两位同学要默契配合，某些步骤（如计算TCP校验和）要求熟练、迅速。§ 为了实现TCP三次握手过程的仿真，发送第一个连接请求帧之前，仿真端主机应该使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能来防止系统干扰（否则计算机系统的网络会对该请求帧的应答帧发出拒绝响应）。§ 通过手工编辑TCP数据包实验，要求理解实现TCP连接建立、数据传输以及断开连接的全过程。在编辑的过程中注意体会TCP首部中的序列号和标志位的作用。首先选择服务器主机上的一个进程作服务器进程，并向该服务器进程发送一个建立连接请求报文,对应答的确认报文和断开连接的报文也编辑发送。其步骤如下： 1. 主机B启动协议分析器捕获数据，设置过滤条件（提取http协议）。2. 主机A上启动仿真编辑器，在界面初始状态下，程序会自动新建一个单帧，可以利用仿真编辑器打开时默认的以太网帧进行编辑。3. 填写该帧的以太网协议首部，其中：源MAC地址：主机A的MAC地址。目的MAC地址：服务器的MAC地址。协议类型或数据长度：0800（IP协议）。4. 填写IP协议头信息，其中：高层协议类型：6（上层协议为TCP）。总长度：40（IP首部+TCP首部）。源IP地址：主机A的IP地址。目的IP地址：服务器的IP地址(172.16.0.10)。其它字段任意。应用前面学到的知识计算IP首部校验和。5. 填写TCP协议信息，其中：源端口：任意大于1024的数，不要使用下拉列表中的端口。目的端口：80（HTTP协议）。序列号：选择一个序号ISN（假设），以后的数据都按照这个来填。确认号：0。首部长度和标志位：5002（即长度20字节，标志SYN=1）。窗口大小：任意。紧急指针：0。使用协议仿真编辑器的“手动计算”方法计算校验和；再使用协议仿真编辑器的“自动计算”方法计算校验和。将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。TCP在计算校验和时包括哪些内容？将设置完成的数据帧复制2份；修改第二帧的TCP 层的“首部长度和标志”位为5010（即标志位ACK=1），TCP层的“序号”为+1。修改第三帧的TCP层的“首部长度和标志”位为5011（即标志位ACK=1、FIN=1），TCP层的“序号”为+1。6. 在发送该TCP连接请求之前，先ping 一次目标服务器，让目标服务器知道自己的MAC地址。7. 使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能，为TCPIP协议栈过滤掉收到的TCP数据。8. 点击菜单栏中的“发送”按钮，在弹出对话框中选择发送第一帧。9. 我们假设接收字节序号为：，修改第二帧和第三帧的TCP层的“ACK确认序号”的值：。10. 计算第二帧的TCP校验和，将该帧发送。对服务器的应答报文进行确认。11. 计算第三帧的TCP校验和，将该帧发送。断开连接，完成TCP连接的全过程。12. 协议分析器一端截获相应的请求及应答报文并分析，注意观察“会话分析”中的会话过程。13. 仿真端主机使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢复正常网络功能。练习三：TCP的重传机制1. 本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取TCP协议）。2. 主机A启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。在“服务器信息/IP地址”中填入主机B的IP地址；使用“端口扫描”获取主机B的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机B的一个TCP端口(大于1024)；点击“连接”按钮进行连接。3. 主机A向主机B发送一条信息。4. 主机B使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能，过滤掉接收到的TCP数据。5. 主机A向主机B再发送一条信息。6. 主机B刷新捕获显示，当发现“会话分析视图”中有两条以上超时重传报文后，使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢复正常网络功能。7. 主机A向主机B再发送一条信息，之后断开连接。8. 主机B停止捕获数据。依据“会话分析视图”显示结果，绘制本练习的数据报交互图。四、实验结果练习一：察看TCP连接的建立和释放1察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表。字段名称报文1报文2报文3Sequence NumberX（段序号）Y（段序号）X+1Acknowledgement Number0X+1Y+1ACK011SYN110 TCP连接建立时，前两个报文的首部都有一个“maximum segment size”字段，它的值是多少？作用是什么？结合IEEE802.3协议规定的以太网最大帧长度分析此数据是怎样得出的。 答：1460；由发送端指定，表明了能在网络上传输的最大的段尺寸； maximum segment size = MTU 20（IP首部）-20（TCP首部）。5察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表。字段名称报文4报文5报文6报文7Sequence NumberX（段序号）YYX+1Acknowledgement NumberY（段序号）X+1X+1Y+1ACK1111FIN1010练习二：利用仿真编辑器编辑并发送TCP数据包1 TCP在计算校验和时包括哪些内容？答：协议字段（IP层的高层协议类型）、源IP地址、目的IP地址、长度（TCP数据总长度）、TCP首部、TCP数据。练习三：TCP的重传机制1. 依据“会话分析视图”显示结果，绘制本练习的数据报交互图。理解TCP的重传机制：TCP每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到期，但还没有收到确认，就要重传这一报文段。在该实验中当分析端启动TCP屏蔽时，仿真端发往分析端的数据，没有得到确认，故仿真端需重传。