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 2
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
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
●Windows 2000 server 操作系统
●TCP/IP 协议
●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：
IP头的结构；
IP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；
TCP/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。

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
二．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
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: 0
Souce port: 54132 (54132) //源端口号
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, 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
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wireshark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。

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
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。