北航计算机学院教学实验中心
实验内容
TCP协议分析
使用TCPTest程序分析TCP报文首部信息、TCP连 接的建立过程、TCP连接的撤销过程、滑动窗口 机制和拥塞控制机制。
UDP协议分析
使用模拟通讯程序UDPTest发送消息数据， 并使用Ethreal软件截获报文，分析UDP协 议的报文格式。并进而了解和理解UDP协议 的运行机理。
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实验原理 — TCP协议简介
TCP协议 — Transfer Control Protocol 特点：
可靠的 面向连接的
传输之前建立TCP连接 传输结束撤销TCP连接
滑动窗口 可靠传输技术
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实验原理 — TCP报文格式
16位源端口号 32位顺序号 32位确认号
数据
PC B
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实验原理 — TCP撤销连接过程
时间
时间
PC A
Fin P Ack P+1
Fin Q Ack Q+1
PC B
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拥塞控制－滑动窗口
发送窗口
接收窗口:接收端空闲的接收缓存的大小
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滑动窗口－发送窗口变化
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慢启动和拥塞避免
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拥塞控制
网络拥塞的处理 ssthresh=cwnd/2
超时和重传 超时重传时间：RTO 平均往返时延：RTT 修正的Karn算法
窗口探查技术：探查报文的发送间隔 快重传和快恢复：定性分析
体会上述方北航法计算的机学协院教同学工实验作中心。
❖ 按照图4-10所示进行组网，确保组网正确和路由器、PC接口IP 地址配置正确。
❖ PCA（PCC）在Linux下打开一个新的“终端命令行”，使用命令 启动Ethereal软件，进行报文截获。
❖ PCA（PCC）（即发送端）在Linux下“终端命令行”中运行脚本 来初始化“TCPConnection实时监控模块”：
实验6 传输层协议分析
2006.05
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总体说明
4.1节实验使用Windows系统，实验步骤按书本； 4.2节实验同时使用Windows系统和Linux系统，
实验步骤按补充教材； 4.3节实验使用Windows系统，实验步骤按此补充
教材。 两个人为一组（PCA和PCB为一组，PCC和PCD为一
关于“TCP协议测试软件”的休眠设置的解 疑说明：
❖ 接收端中有“休眠时间”和“计数器阀值”两 个与休眠有关的参数，此处休眠指的是“TCP 协议测试软件”应用程序进程在从套接字中读 取n次（由“计数器阀值”设置）数据后开始 休眠，即应用程序进程停止从套接字中读取数 据，而此时处于内核态的“TCP协议模块”仍 在工作。
URG ACK PSH RST SYN FIN
16位校验和 选项 数据
16位目的端口号
16位窗口大小
16位紧急指针
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实验原理 — TCP建立连接过程
时间
时间
PC A
syn seq=N ctl=syn syn seq=M ctl=syn ack=N+1 seq=N+1 ctl=ack ck=M+1
组）
接收端。 TCP实验中使用Ethereal截报文时切记启用TCP报
文过滤。 北航计算机学院教学实验中心
总体说明
在Linux系统下做的实验先在本地磁盘保存相关 实验数据，待此系统下所有实验（4.2节实验1、 2、3）做完后再改动PC机IP地址设置，将相关实 验数据上传FTP服务器（192.192.169.200）；并 同时清空保存在本地磁盘目录/root/DATA/中的 实验数据。
实验原理 — UDP协议简介
UDP协议 — User Datagram Protocol
无连接
不需要建立连接
不可靠的
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实验原理 — UDP报文格式
16位源端口号 16位长度
数据
16位目的端口号 16位校验和
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软件介绍
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实验内容
TCP协议基本分析实验 TCP拥塞控制实验 UDP协议分析实验 TCP编程实验（选做）
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TCP协议分析
网络连接图，PCA（PCC）和PCB（PCD）都进Windows系统 ，实验步骤按书本不变
2人一小组，共用交换机和路由器各1台。
E0/0：192.168.1.1
E0/1：192.168.2.1
PCA PCB
Vlan 2 E0/1
E0/23
Vlan 3
E0/2 IP：192.168.1.2 网关：192.168.1.1
E0/24
IP：192.168.2.2 网关：192.168.2.1
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滑动窗口机制和窗口侦查机制分析
同上图 步骤
糊涂窗口综合症
含义
❖ 接收方通告了一个小的窗口 ❖ 发送方发送少量的数据 ❖ 导致传输效率降低
解决
❖ 接收方不通告小窗口：推迟确认 ❖ 发送方：Nagle算法（尽量一次发送较大数据）
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慢启动和拥塞避免
接收窗口（rwnd）的变化 拥塞窗口（cwnd）的变化 慢启动：按照指数函数增加cwnd 拥塞避免：按照线性函数增加cwnd
❖ PCA（PCC）（即发送端）在Linux下打开一个新的“终端命令行 ”，使用命令启动TCPTest程序，
❖ 在PCA（PCC）（即发送端）的“终端命令行”中运行脚本来读 取“TCPConnection实时监控模块”已记录的此TCP连接期间的 相关参数数据：
❖ 分析文件send2-组座号（或receive2-组座号）和send2-组座号 -tcpsndwnddata.txt，体会滑动窗口机制。
在Windows系统下做的实验数据在切换Linux系统 前上传FTP服务器。因为每次启动系统磁盘自动 清空前次改动。
各实验的实验分析工作，可随实验同步进行，也 可做完所有实验后进入Windows系统再从FTP服务 器下载本组实验数据进行，完成实验报告。
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TCP协议测试软件