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1、华北科技学院计算机学院综合性实验实 验 报 告 课程名称 计算机网络 实验学期 2014 至 2015 学年 第 二 学期学生所在系部 计算机学院 年级 B2012级 专业班级 计科B12-1 学生姓名 江明月 学号 201207014128 任课教师 高晓燕 实验成绩 计算机学院制实验报告须知1、 学生上交实验报告时，必须为打印稿（A4纸）。页面空间不够，可以顺延。2、 学生应该填写的内容包括：封面相关栏目、实验地点、时间、目的、设备环境、内容、结果及分析等。3、 教师应该填写的内容包括：实验成绩、教师评价等。4、 教师根据本课程的实验指导中实验内容的要求，评定学生的综合性实验成绩；要求在该
2、课程期末考试前将实验报告交给任课教师。综合性实验中，所涉及的程序，文档等在交实验报告前，拷贝给任课教师。任课教师统一刻录成光盘，与该课程的期末考试成绩一同上交到系里存档。5、 未尽事宜，请参考该课程的实验大纲和教学大纲。 数据通信与计算机网络 课程综合性实验报告开课实验： 网络工程实验室 2015 年5 月30 日实验题目网络协议TCPIP分析一、实验目的1. 通过实验，学习和掌握TCP/IP协议分析的方法及其相关工具的使用。2. 熟练掌握 TCP/IP体系结构；3. 学会使用网络分析工具。4. 网络层、传输层和应用层有关协议分析；二、设备与环境l Windows 2000 server 操作
3、系统l TCP/IP 协议l Wireshark工具软件三、实验内容1. 安装VMware虚拟机和配置VMware虚拟机(选做)。2. 要求同学掌握网络抓包软件Wireshark内容包括捕获网络流量进行详细分析：利用专家分析系统诊断问题；实时监控网络活动；收集网络利用率和错误等；3. 协议分析（一）：IP协议，内容包括：lIP头的结构；lIP数据报的数据结构分析；4. 协议分析（二）：TCP/UDP协议，内容包括： TCP协议的工作原理；lTCP/UDP数据结构分析；5. 协议分析（三）：应用层协议分析，内容包括：完整的FTP会话分析。四、实验步骤1.安装并运行wireshark并打开捕获界面
4、。2.捕获选项图一3. 开始抓包 点击上图中的“Start”开始抓包几分钟就捕获到许多的数据报，主界面入托所示：图二如上图所示，可看到很多捕获的数据。选中第8个数据帧，然后从整体上看看wirrshark的窗口，主要被分成三部分。上面部分是所有数据帧的列表：中间部分是数据帧的描述信息：下面部分是帧里面的数据。图三2 分析UDP、TCP协议1、 TCP协议在因特网协议族中，TCP层位于IP层之上，应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。TCP建立连接之后，通信双方都同时可以进行数据的传输，其次，它是全双工的；在
5、保证可靠性上，采用超时重传和捎带确认机制。以访问说明一次完整的TCP建立的三次握手过程。第一次握手要建立TCP连接，首先需要客户机向服务器发起建立连接的请求，及第一次握手的报文。在此报文中，SYN字段置为1。由于之前连接不存在，所以没有对之前接受的确认，故ACK字段被置为0。同时由于连接还没有建立，不能发送数据，从而序列号也应该为0。采用wireshark的过滤功能，用tcp.flags.syn=1 显示TCP中SYN字段为1的数据包，由SYN字段的定义知道这是建立TCP连接的报文。从中找到ack=0的包即表示第一次TCP握手（此处以49号数据包为TCP建立的第一次握手为例）。 图四由上图可以
6、看出源IP地址为：192.168.1.100，目的IP地址为222.89.166.13。TCP报文分析：Transmission Control Protocal, Src Port : 54132 (54132), Dst Prot: http (80), Seq: 0, Len: 0Souce port: 54132 (54132) /源端口号Destination prot: http (80) /目的端口号（由于端口号是80，知道这是一个http请求的连接）Stream index: 3 /根据源和目的IP及端口号生成的一个索引号Sequence number: 0 (relative
7、 sequence number) /序列号为0，（没有发送数据）Header length: 32 bytes /TCP报文首部长为32比特Flags: 0x002 (SYN) 000. . . . . . . . . = Reserved: Not set . . . 0 . . . . . . . . = Nonce: Not set . . . . 0 . . . . . . . = Congestion window Reduced (CwR). . . . . 0 . . . . . . = ECN-Echo: Not set. . . . . . 0 . . . . . = Ur
8、gent: Not set /不是紧急报文. . . . . . . 0 . . . . = Acknowledgment: Not set /没有包含确认的报文. . . . . . . . 0 . . . = Push: Not set /PSH标志字段没有设置. . . . . . . . . 0 . . = Reset: Not set /RST标志字段没有设置. . . . . . . . . . 1 . = Syn: Set /建立连接. . . . . . . . . . . 0 = Fin: Not set /不是删除连接Window size value: 8192 /窗口大
9、小8192比特Calculated window size : 8192Checksum: 0x78df validation disabled /检验和（没有传送数据）(wireshark软件为了节约时间和资源，对UDP与TCP的检验和没有进行精确计算，只提供了近似值，故为validation disabled) Good Checksum: False Bad Checksum: FalseOptions: (12 bytes), Maximum segment size, No-Operation (NOP), window scale, No-Operation (NOP), SACK
10、 permittied /选项字段通过报文分析，知道第一次握手成功。第二次握手第二次握手的报文由服务器发送，需要对第一次握手的报文进行恢复确认，因而ACK字段应该置为1。同时由于这仍然是TCP连接建立的过程，所以SYN字段置为1；没有数据传输，故而序列号为0。接下来寻找第一次握手的报文后面ACK=1且源端口号、目的端口号与第一次握手分析的报文目的端口号、源端口号相同的报文，即表示此次TCP连接建立的第二次握手。图五TCP报文分析：Transmission Control Protocol, Src Port: http (80), Dst Port: 54132 (54132), Seq: 0
11、, Ack: 1, Len: 0 /状态行 Source port: http (80) /源端口号 Destination port: 54132 (54132) /目的端口号(与第一次握手的报文对比发现源与目的的端口号互换了)Stream index: 3 /根据源和目的IP及端口号生成的一个索引号Sequence number: 0 (relative sequence number) /序列号为0，（没有发送数据） Acknowledgment number: 1 (relative ack number) /确认号 Header length: 32 bytes /TCP报文首部长为
12、32比特 Flags: 0x012 (SYN, ACK) 000. . . = Reserved: Not set .0 . . = Nonce: Not set . 0. . = Congestion Window Reduced (CWR): Not set . .0. . = ECN-Echo: Not set . .0. . = Urgent: Not set /不是紧急报文 . .1 . = Acknowledgment: Set /包含确认的报文 . . 0. = Push: Not set /PSH标志字段没有设置 . . .0. = Reset: Not set /RST标志字
13、段没有设置 . . .1. = Syn: Set /TCP连接建立 . . .0 = Fin: Not set /不是删除连接 Window size value: 5840 /窗口大小5840比特 Calculated window size: 5840 Checksum: 0xa7b6 validation disabled /检验和（没有传送数据） Good Checksum: False Bad Checksum: False Options: (12 bytes), Maximum segment size, No-Operation (NOP), No-Operation (NOP
14、), SACK permitted, No-Operation (NOP), Window scale /选项字段 SEQ/ACK analysis This is an ACK to the segment in frame: 49 The RTT to ACK the segment was: 0.043622000 seconds通过报文分析，知道第二次握手成功。第三次握手客户机接收到第二次握手的报文后，对服务器发送第三次握手的报文。在该报文中，需要对第二次握手的报文进行确认，即ACK字段置为1。此时连接已经建立，SYN字段被置为0，同时可以发送数据，故序列号不再为0。采用wiresha
15、rk的过滤功能，用tcp.flags.syn=0 显示TCP中SYN字段为0的包。找到第二次握手报文后ACK=1且源端口号、目的端口号与第一次握手分析的报文源端口号、目的端口号相同的报文，即为此次连接的第三次握手。图六通过报文分析，知道第三次握手成功。至此，成功建立了一条源IP地址为：192.168.1.100，目的IP地址为222.89.166.13，源端口号为：54132 (54132)，目的端口号为http (80)的TCP连接。图七TCP连接的删除同样以访问说明一次完整的TCP连接删除的四次再见过程。图八第二次、第三次再见由关闭TCP连接的机制，知道第二次再见的报文应接在第一次再见报文
16、的后面。分析端口号匹配后，找到第二次再见的报文。分析关闭TCP连接的机制知道，第二次与第三次再见由同一个报文包含。图九第四次再见仿照上面，找到第四次再见的报文。图十2、UDP协议UDP协议全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。在OSI模型中，在第四层传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已
17、经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。原始框显示了分组中包含的数据的每个字节，从中可以观察最原始的阐述数据。方框左边是十六进制的数据，右边是ASCII码。报文的二进制，即发送的最原始内容。现在选择其中第八个包进行分析：图十一第一行，现在此帧基本信息。名称，283字节。第二行，显示到达时间 2015.05.30第4-6行，帧距离前一个帧的捕获时间差：0.449835000s第8、9行，现在帧长度和捕获长度，分别为283字节和283字节第12、13、14行，现在此帧类型，为UDP类型。五、协议验证及结果分析
18、TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成传输层所指定的功能通过分别分析UDP与TCP的通信过程，明显感觉到TCP的传输要复杂的多。也就明白了，尽管TCP提供了可靠的数据传输服务，为什么很多应用的开发人员情愿在UDP而不是TCP上构建应用。作为电脑之间必须要遵守的功能，就好比两个人沟通就必须要使用同一种语言一样。一个只懂英语和一个只懂中文的人没有办法沟通，因为没有共同的语法（规则）而无法沟通。两台电脑之间进行通讯所共同遵守的规则，就是网络协议。TCP/IP是一个协议族，也按照层次进行划分。我们并不需要了解所有层次的协议，主要关注应用层和传输层的协议就可以了。教 师 评 价评定项目ABCD评定项目ABCD基本网络传输模型清楚操作熟练基本网络原理清楚解析完整网络协议理解正确文字流畅分析协议正确报告规范其他：评价教师签名：年 月 日16教育专业b