实验四编写协议解析器程序
一、实验要求及目的
使用libpcap/winpcap进行网络抓包，并解析网络数据包的各层首部字段。通过编写程序，捕获一段时间内以本机为源地址或目的地址的IP数据包，统计IP数据包的信息，解析首部字段，帮助加深对IP协议的工作原理和工作过程的认识以及掌握winpcap抓包原理。
二、实验运行环境
本实验是是用winpcap进行网络抓包，基于windows系统，下载WpdPack 4.1.2安装包，在Visio stdio 2012上配置winpcap抓包环境，再编写C++代码实现网络抓包。
三、实验原理
TCP/IP协议族的分层结构包括应用层，传输层，互联网络层和主机-网络层，其结构如图1所示:
应用层Telnet、TFP、SMTP DNS、TFTP、SNMP
传输层TCP UDP 互联网络层IP
主机-网络层Ethernet,Token Ring,X.25,SLIP,PPP
图1 TCP/IP协议族的分层结构
其中IP协议是保证以太网正常运行的最重要的协议之一，只要用于负责IP 寻址，路由选择和IP数据报的分割与组装。IP协议是直接位于数据链路层之上，负责将源主机的报文分组发送到目的主机。IP协议是一种不可靠，无连接的数据报传送服务协议，它提供的是一种“尽力而为”的服务。为了向传输层屏蔽的通信子网的差异，IP协议制订了统一的IP数据报格式。
IP数据报的长度是可变的，它分为报头和数据两个部分。基本的IP报头是20B.选项字段的长度范围是0—40B,所以IP数据报报头的长度是范围是20-60B。
IPV4 IP数据报的结构如图2所示：
图2 IP数据包格式
IP首部封装具体解释如下：
（1）版本占4位，是指IP协议的版本。通信双方使用的IP协议版本必须一致。目前广泛使用的IP协议版本号为4（即IPv4）
（2）首部长度占4位，可表示的最大十进制数值是15。这个字段所表示数的单位是32位字长（1个32位字长是4字节），因此，当IP的首部长度为1111时（即十进制的15），首部长度就达到60字节。当IP分组的首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。因此数据部分永远在4字节的整数倍开始，这样在实现IP协议时较为方便。首部长度限制为60字节的缺点是有时可能不够用。但这样做是希望用户尽量减少开销。最常用的首部长度就是20字节（即首部长度为0101），这时不使用任何选项。
（3）区分服务占8位，用来获得更好的服务。这个字段在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直没有被使用过。1998年IETF把这个字段改名为区分服务DS(Differentiated Services)。只有在使用区分服务时，这个字段才起作用。
（4）总长度总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节。总长度字段为16位，因此数据报的最大长度为216-1=65535字节。
（5）标识(identification) 占16位。IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。但这个“标识”并不
是序号，因为IP是无连接服务，数据报不存在按序接收的问题。当数据报由于长度超过网络的MTU而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。
（6）标志(flag) 占3位，但目前只有2位有意义。
标志字段中的最低位记为MF(More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。
标志字段中间的一位记为DF(Don’t Fragment)，意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。
（7）片偏移占13位。片偏移指出：较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。也就是说，相对用户数据字段的起点，该片从何处开始。片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说，每个分片的长度一定是8字节（64位）的整数倍。
（8）生存时间占8位，生存时间字段常用的的英文缩写是TTL(Time To Live)，表明是数据报在网络中的寿命。由发出数据报的源点设置这个字段。其目的是防止无法交付的数据报无限制地在因特网中兜圈子，因而白白消耗网络资源。最初的设计是以秒作为TTL的单位。每经过一个路由器时，就把TTL减去数据报在路由器消耗掉的一段时间。若数据报在路由器消耗的时间小于1秒，就把TTL值减1。当TTL值为0时，就丢弃这个数据报。
（9）协议占8位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。
（10）首部检验和占16位。这个字段只检验数据报的首部，但不包括数据部分。这是因为数据报每经过一个路由器，路由器都要重新计算一下首部检验和（一些字段，如生存时间、标志、片偏移等都可能发生变化）。不检验数据部分可减少计算的工作量。
（11）源IP地址占32位。表示发送数据报的源主机的IP地址
（12）目的IP地址占32位。
本实验的IP数据包首部定义如下：
struct ip_header
{
#if defined(WORDS_BIENDIAN)
u_int8_t ip_version:4,
ip_header_length:4;
#else
u_int8_t ip_header_length:4,
ip_version:4;
#endif
u_int8_t ip_tos;
u_int16_t ip_length;
u_int16_t ip_id;
u_int16_t ip_off;
u_int8_t ip_ttl;
u_int8_t ip_protocol;
u_int16_t ip_checksum;
struct in_addr ip_souce_address;
struct in_addr ip_destination_address;
};
捕获IP数据包，一般借助winpcap或libpcap提供的API对网络数据包进行抓取。winpcap是为windows开发环境提供的库函数，而libpcap则是为Linux 开发环境提供的库函数。它们都是一个强大的网络开发库，可以实现许多功能，如获取可用的网络适配器、获取指定适配器信息（比如名称和描述信息）、捕获指定网卡的数据封包、发送数据封包、过滤捕获的包以获取特定包等。两者提供的接口基本一致，只是某些函数名略有不同。在使用前必须将winpcap或libpcap 安装在系统上，在使用时必须在工程中加入对应的开发包并在程序中声明。
在抓取数据包后，对其进行分析，要参考数据包的格式，所以数据包的格式是相当重要的。在抓包时，首先是获得链路层的帧，根据帧头可以获得源mac 和目的mac以及上层的协议。
根据帧头的长度将指针往后移，然后可以获得IP数据报的头部指针，根据报头信息可以获得源IP、目的IP、上层协议、头部长度、总长度等信息。
四、实验编程思路
在本次实验编程中使用winpcap捕获IP数据包的过程如下：
首先获取网络设备的列表，这一步骤通过函数pcap_lookupdev（）来实现，第二步是用函数pcap_open_live（）打开找到的网卡设备。pcap_open_live（）中有一个参数为超时返回的间隔，通常设为500ms即可。第三步是用pcap_compile()编译抓包的过滤规则。第四步用pcap_compile()来编译抓包的过滤规则，最后pcap_loop()开始抓包。最后用函数ip_protool_packet_callback以及函数ethernet_protocol_packet_callback来输出抓包后分析的首部信息。
五、程序运行结果及分析
本次实验一共抓取5个数据包，分析出了数据包的长度，MAC帧源地址，目的地址以及的分析出来上层协议是IP协议。解析IP数据包的首部，输出了首部的详细信息。从捕获的第一个网络数据包来看，首先这是一个0800的以太网类型，从上面的实验原理，可以看出这是一个IP数据包。代码分析出了IP数据包的MAC帧源地址，目的地址。IP数据包解析出来的首部长度是6，也即4*6=24位。符合首部长度的范围定义，其次解析出了版本号，总长度，标识等详细信息，从以上原理可以得出抓包及分析正确。
课程设计报告滑动窗口 协议仿真 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
滁州学院 课程设计报告课程名称：计算机网络 设计题目：滑动窗口协议仿真 系别：计算机与信息工程学院 专业：计算机科学与技术 组别：第五组 起止日期: 2011年11月24日~2011年12月7日 指导教师:赵国柱 计算机与信息工程学院二○一一年制
课程设计任务书 一. 引言 二. 基本原理 窗口机制 1bit滑动窗口协议
后退N协议 选择重传协议 流量控制 三. 需求分析 课程设计题目 开发环境 运行环境 课程设计任务及要求 界面要求 网络接口要求 四. 详细设计 结构体的定义 发送方的主要函数 接受方的主要函数 五. 源代码 发送方的主要代码 接收方的主要代码 六. 调试与操作说明 致谢 [参考文献] 课程设计的主要内容1.引言
早期的网络通信中，通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。由于大家不知道网络拥塞状况，一起发送数据，导致中间结点阻塞掉包，谁也发不了数据。在数据传输过程中，我们总是希望数据传输的更快一些，但如果发送方把数据发送的过快，接收方就可能来不及接收，这就造成数据的丢失。因此就有了滑动窗口机制来解决这些问题。早期我们使用的是1bit滑动窗口协议，一次只发送一个帧，等收到ack确认才发下一个帧，这样对信道的利用率太低了。因此提出了一种采用累积确认的连续ARQ协议，接收方不必对收到的帧逐个发送ack 确认，而是收到几个帧后，对按序到达的最后一个帧发送ack确认。同1bit滑动窗口协议相比，大大减少了ack数量，并消除了延迟ack对传输效率的影响。但是，这会产生一个新的问题，如果发送方发送了5个帧，而中间的第3个帧丢失了。这时接收方只能对前2个帧发出确认。发送方无法知道后面三个帧的下落，只好把后面的3个帧再重传一次，这就是回退N协议。为了解决这个问题，又提出了选择重传协议。当接收方发现某帧出错后，继续接受后面送来的正确的帧，只是不交付它们，存放在自己的缓冲区中，并且要求发送方重传出错的那一帧。一旦收到重传来的帧后，就可以将存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交给主机。 2.基本原理 窗口机制
实验八协议分析器程序的设计和实现 1．实验目的： (1)掌握对网络上传输数据包的捕获方法。 (2)解析Ethernet网数据帧头部的全部信息。 (3)解析IP、ICMP数据包 (4) 解析传输层和应用层相关协议的头部信息 (5)设置过滤规则，能过滤相应协议的数据包。 (6)要求有良好的编程规范与注释信息，要求有详细的说明文档，包括程序的设计思想、活动图、关键问题以及解决方法。 2实验环境： （1）VC6.0 （2）局域网能连接Internet。 3．程序设计的关键问题以及解决方法有哪些？ 当应用程序通过IP网络传送数据时，数据被送入TCP/IP协议栈中，然后从上至下逐一通过每一层，直到最后被当作一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息，这个过程被称作封装。通过以太网传输的比特流称作帧。在传输的另一端，当目的主机收到一个以太网数据帧时，数据就开始从协议栈由底向上逐层解析，去掉各层协议所加上的报文头部。每层协议均要检查报文头部中的协议标识字段，以确定要接收数据的上层协议，最终从报文中解析出应用层数据后交给应用程序处理。 本次要编写的协议分析器，就是从网络中捕获数据包并对其进行解析的过程。因此，我们需要了解每层协议所规定的报文格式，然后由底向上逐层对数据包进行解码，最后将分析的结果显示出来。 4．描述程序设计过程，并画出程序活动图。 协议分析器总体结构： 协议分析器的整体结构按功能应分为三个部分，自底向上分别是数据捕获模块、协议解析模块和用户显示模块。
数据包捕获流程： 捕获数据包的算法一般分为以下几步： (1)获取并列出当前网络设备列表。 (2)由用户选择并打开指定网卡。 (3)根据过滤规则设置过滤器。 捕获数据包并进行解析处理： 协议解析模块： 对捕获的数据包按照数据链路层（MAC）、网络层（IP、ARP/RARP）、传输层（TCP、UDP、ICMP）和应用层（HTTP等）的层次结构自底向上进行解析，最后将解析结果显示输出。
滁州学院 课程设计报告 课程名称：计算机网络 设计题目：滑动窗口协议仿真 系别：计算机与信息工程学院 专业：计算机科学与技术 组别：第五组 起止日期: 2011年11月24日~2011年12月7日指导教师:赵国柱 计算机与信息工程学院二○一一年制
课程设计任务书
一. 引言 二. 基本原理 2.1 窗口机制 2.2 1bit滑动窗口协议 2.3 后退N协议 2.4 选择重传协议 2.5 流量控制 三. 需求分析 3.1 课程设计题目 3.2 开发环境 3.3 运行环境 3.4 课程设计任务及要求 3.5 界面要求 3.6 网络接口要求 四. 详细设计 4.1 结构体的定义 4.2 发送方的主要函数 4.3 接受方的主要函数 五.源代码 5.1 发送方的主要代码 5.2 接收方的主要代码 六. 调试与操作说明 致谢 [参考文献] 课程设计的主要内容
1.引言 早期的网络通信中，通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。由于大家 不知道网络拥塞状况，一起发送数据，导致中间结点阻塞掉包，谁也发不了数据。在 数据传输过程中，我们总是希望数据传输的更快一些，但如果发送方把数据发送的过快， 接收方就可能来不及接收，这就造成数据的丢失。因此就有了滑动窗口机制来解决这些 问题。早期我们使用的是1bit滑动窗口协议，一次只发送一个帧，等收到ack确认 才发下一个帧，这样对信道的利用率太低了。因此提出了一种采用累积确认的连续ARQ 协议，接收方不必对收到的帧逐个发送ack确认，而是收到几个帧后，对按序到达的最后一 个帧发送ack确认。同1bit滑动窗口协议相比，大大减少了ack数量，并消除了延迟ack 对传输效率的影响。但是，这会产生一个新的问题，如果发送方发送了5个帧，而中间的第 3个帧丢失了。这时接收方只能对前2个帧发出确认。发送方无法知道后面三个帧的下落， 只好把后面的3个帧再重传一次，这就是回退N协议。为了解决这个问题，又提出了选择重 传协议。当接收方发现某帧出错后，继续接受后面送来的正确的帧，只是不交付它们， 存放在自己的缓冲区中，并且要求发送方重传出错的那一帧。一旦收到重传来的帧后， 就可以将存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交给主机。 2.基本原理 2.1 窗口机制 滑动窗口协议的基本原理就是在任意时刻，发送方都维持了一个连续的允许发送的帧的序号，称为发送窗口；同时，接收方也维持了一个连续的允许接收的帧的序号，称为接收窗口。发送窗口和接收窗口的序号的上下界不一定要一样，甚至大小也可以不同。不同的滑动窗口协议窗口大小一般不同。发送方窗口内的序号代表了那些已经被发送，但是还没有被确认的帧，或者是那些可以被发送的帧。接受方为其窗口内的每一个序号保留了一个缓冲区。与每个缓冲区相关联的还有一位，用来指明该缓冲区是满的还是空的。 若从滑动窗口的观点来统一看待1比特滑动窗口、后退n及选择重传三种协议，它们的差别仅在于各自窗口尺寸的大小不同而已。1比特滑动窗口协议：发送窗口=1，接收窗口=1；后退N协议：发送窗口>1，接收窗口=1；选择重传协议：发送窗口>1,接收窗口>1。 2.2 1bit滑动窗口协议 当发送窗口和接收窗口的大小固定为1时，滑动窗口协议退化为停等协议（stop－and－wait）。该协议规定发送方每发送一帧后就要停下来，等待接收方已正确接收的确认（acknowledgement）返回后才能继续发送下一帧。由于接收方需要判断接收到的帧是新发的帧还是重新发送的帧，因此发送方要为每一个帧加一个序号。由于停等协议规定只有一帧完全发送成功后才能发送新的帧，因而只用一比特来编号就够了。其发送方和接收方运行的流程图如图所示。
滑动窗口协议分析与实现 目录 1 引言 (2) 1.1 滑动窗口协议概述 (2) 1.2 本次设计任务 (2) 2 滑动窗口协议介绍 (3) 2.1 滑动窗口协议工作原理 (3)
1 引言 1.1 滑动窗口协议概述 滑动窗口协议可能是计算机网络中最著名的算法，它是TCP使用的一种流量控制方法。滑动窗口协议也称为回退N步协议Go-Back-N(GBN)协议，它可以有三个不同的功能，第一个功能，即在不可靠链路上可靠地传输帧。（一般来说，该算法被用于在一个不可靠的网络上可靠地传输消息。）这是该算法的核心功能。 滑动窗口算法的第二个功能是用于保持帧的传输顺序。这在接收方比较容易实现，因为每个帧有一个序号，接收方要保证已经向上层协议传递了所有序号比当前帧小的帧，才向上传送该当前帧。即，接收方缓存了（即没有传送）错序的帧。 滑动窗口算法的第三个功能是，它有时支持流量控制（flowcontrol），它是一种接收方能够控制发送方使其降低速度的反馈机制。这种机制用于抑制发送方发送速度过快，即抑制传输比接收方所能处理的更多的数据。 滑动窗口协议，允许发送方传输多个分组而不需等待确认，但它也受限于在流水账中未确认的分组数不能超过最大允许数N。只有在接收窗口向前滑动，即接收方向发送方发送了确认反馈，同时发送方收到确认消息时，发送窗口才能向前滑动。 1.2 本次设计任务 本次的设计任务是根据滑动窗口协议的工作原理，在WebRTC的基础上，用C++语言编写一个滑动窗口协议的程序。 要求该程序实现滑动窗口协议的基本功能功能，如：发送帧被接收与否的判断，帧超时重发，帧缓存等。同时需要设计一个测试机制，以检测该程序的正确性、可靠性。
[保留] 使用DLPI来编写协议分析工具 http://biz.doczj.com/doc/3012733187.html, 作者:stevens_wu发表于：2007-12-13 17:10:35 【发表评论】【查看原文】【C/C++讨论区】【关闭】 系统环境：solaris 10 for x86,gcc 3.4.3，100M快速以太网 （偶是个初学者，本文难免存在错误，希望大家多多指教） 前一阵子要写一个简单的arp协议的分析程序，在翻阅了一些资料以后，决定使用libpcap库来实现，但是后来涉及到写链路层数据的缘故（另外一个程序，这个程序就是发送一个假冒的arp request,在本文没有实现，今后有空再整理吧），所以放弃了libpcap。由于本人使用的是solaris环境，所以无法使用bpf，但是sun 公司仍然为开发者提供了一个与设备底层无关的接口DLPI，DLPI的全称是 Data Link Provider Interface，通过DLPI开发者可以访问数据链路层的数据包，在早期的sunos系统中基本上采用的是NIT设备，但是现在solaris系统都使用了DLPI.关于DLPI的具体介绍大家可以访问网站 http://biz.doczj.com/doc/3012733187.html,/pubs/catalog/c811.htm，我这里就不多说了。 在搜索了许多资料之后发现目前关于DLPI的编程资料不多，没有具体的过程，后来翻阅了Neal Nuckolls写的一篇文章 How to Use the STREAMS Data Link Provider Interface (DLPI)，根据例子做了修改（主要是提供了协议分析的部分），现在把编写一个DLPI过程共享一下，希望能对大家有所帮助。建议大家可以先看看Neal Nuckolls的文章，其中有部分涉及到流编程的，可以参考http://biz.doczj.com/doc/3012733187.html,/app/docs/doc/816-4855的 streams programming guide（不过这不是必须的）。 使用DLPI来访问数据链路层有几个步骤： 1、打开网络设备 2、将一个流 attach到一个特定的设备上，这里就是我们刚才打开的设备 3、将设备设置为混杂模式（可选） 4、把数据链路层sap绑定到流 5、调用ioctl,设置raw模式 6、配置其他模块（可选） 7、刷新缓存 8、接收数据进入分析阶段 第一步，我们首先打开一个网络设备，在本例中我们打开的是/dev/bge设备，这是本机的网络接口，注意不是/dev/bge0，通过open调用打开，并且返回一个描述符fd=open(device, 2) 第二步，attach一个流到设备上，这是通过发送DL_ATTACH_REQ原语来完成的dlattachreq(fd, ppa) int fd; u_long ppa; { dl_attach_req_t attach_req; struct strbuf ctl; int flags;
滁州学院 课程设计报告 课程名称: 计算机网络 第五组 起止日期：2011年n 月24 口~2011年12月7 n 指导教师: 设计题目: 滑动窗口协议仿贞 别: 计算机与信息工程学院 业: 计算机科学与技术 计算机与信息工程学院二O —一年制 别: 赵国柱
课程设计任务书 一.引言二-基本原理 窗口机制 Ibit滑动窗口协议后退N协议选择重传协议流量控制三.需求分析 课程设计题目开发环境
运行环境 课程设计任务及要求 界面要求 网络接口要求 0. 详细设计 结构体的定义 发送方的主要函数 接受方的主要函数 五. 源代码 发送方的主要代码 接收方的主要代码 调试与操作说明 致谢 ［参考文献］ 课程设计的主要内容 L引言 早期的网络通信中，通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。由于大家不知道网络拥塞状况，一起发送数据，导致中间结点阻塞掉包，谁也发不了数据。在数据传输过程中，我们总是希望数据传输的更快一些，但如果发送方把数据发送的过快，接收方就可能來不及接收，这就造成数据的丢失。因此就有了滑动窗口机制来解决这些问题。早期我们使用的是Ibit滑动窗口协议，一次只发送一个帧, 等收到ack确认才发下一个帧，这样对信道的利用率太低了。因此提出了一种采用累积确认的连续ARQ协议，接收方不必对收到的帧逐个发送 ack确认，而是收到儿个帧后，对按序到达的最后一个帧发送ack确认。 同Ibit滑动窗口协议相比，大大减少了 ack数量，并消除了延迟ack对传输效率的影响。但是，这会产生一个新的问题，如果发送方发送了 5个帧，而中间的第3个帧丢失了。这时接收方只能对前2个帧发出确认。发送方无法知道后面三个帧的下落，只好把后面的3个帧再重传一次，这就是回退N协议。为了解决这个问题，乂提出了
计算机网络使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包样 本 计算机网络使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包广州大学学生实验报告开课学院及实验室:计算机科学与工程实验室11月月28日学院计算机科学与教育软件学院年级//专业//班姓名学号实验课程名称计算机网络实验成绩实验项目名称使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包指导老师熊伟 一、实验目的 (1)熟悉ethereal的使用 (2)验证各种协议数据包格式 (3)学会捕捉并分析各种数据包。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 二、实验环境1．MacBook Pro2．Mac OS3..Wireshark 三、实验内容，验证数据帧、IP数据报、TCP数据段的报文格式。 ，，分析结果各参数的意义。 器，分析跟踪的路由器IP是哪个接口的。 对协议包进行分析说明，依据不同阶段的协议出分析，画出FTP 工作过程的示意图a..地址解析ARP协议执行过程b.FTP控制连接建立过程c.FTP用户登录身份验证过程本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。
文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 d.FTP数据连接建立过程 e.FTP数据传输过程 f.FTP连接释放过程（包括数据连接和控制连接），回答以下问题:a..当访问某个主页时，从应用层到网络层，用到了哪些协议?b.对于用户请求的百度主页（），客户端将接收到几个应答报文??具体是哪几个??假设从是本地主机到该页面的往返时间是RTT，那么从请求该主页开始到浏览器上出现完整页面，一共经过多长时间??c.两个存放在同一个服务器中的截然不同的b Web页（例如，，和d.假定一个超链接从一个万维网文档链接到另一个万维网文档，由于万维网文档上出现了差错而使超链接指向一个无效的计算机名，这时浏览器将向用户报告什么?e.当点击一个万维网文档时，若该文档除了次有文本外，，那么需要建立几次TCP连接和个有几个UDP过程?本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 析，分析ARP攻击机制。 （选做），事实上，TCP开始发送数据时，使用了慢启动。 利察用网络监视器观察TCP的传输和确认。 在每一确认到达之后，慢启动过程中发生了什么?（选做），，TCP 必须准备重发初始段（用于打开一个连接的一个段）。 TCP应等多久才重发这一段?TCP应重发多少次才能宣布它不能打开一个连接?为找到结果尝试向一个不存在的地址打开一个连接，并使用网络监视器观察TCP的通信量。
计算机科学与技术系 实验报告 课程名称：计算机网络 实验名称：用协议分析器分析IP包格式班级：xxx 学号：xx 姓名：xxx 2011年12 月31日
实验三用协议分析器分析IP包格式 一实验目的 1.熟悉网络协议分析的原理。 2.熟悉网络协议分析软件Ethereal的使用。 3.掌握IP包的构成。 4.分析IP包的分片重组机制。 二实验内容 1.继续学习使用网络协议分析软件Ethereal。 2.捕捉任何主机发出的IP包并进行结构分析。 3.捕捉具有分组情况的IP包，并分析IP包的分片重组机制。 三实验步骤 1.学习使用Ethereal软件。 2.捕捉任何主机发出的IP包并进行分析。捕捉时Ethereal的过滤器可为空，也可设置Ethereal的capture filter 的filter string设置为：ether[12:2] <= 1500，或其它。 ①分析捕获到IP包的格式，按照对应字段找出其对应值记录下来，并体会各部分的作用。 捕获的数据包如下 对应字段： Version：4 （版本为4 ）Header length ：20bytes （首部长度）Differentisted services Field：0x00（区分服务） Total length ：346 （总长度） Flags：0x00（标识）MF：0 DF：0 Fragment offset：0（片偏移）Time to live ：128（生存时间）Protocol：UDP（协议）Header checksum ：0xaf9f（首部检验码）Source：192.168.71.106（源地址） Destination：255.255.255.255
计算机网络课程设计书
计算机网络课程设计说明书 （封面） 学院名称：计算机与信息工程学院班级名称：网络工程一班 学生： 学号： 201321 题目：滑动窗口协议仿真指导教师 姓名：邵雪梅 起止日期： 2015.6.23－2015.6.29
第一部分：正文部分 一，选题背景 早期的网络通信中，通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。由于大家不知道网络拥塞状况，一起发送数据，导致中间结点阻塞掉包，谁也发不了数据。在数据传输过程中，我们总是希望数据传输的更快一些，但如果发送方把数据发送的过快，接收方就可能来不及接收，这就造成数据的丢失。因此就有了滑动窗口机制来解决这些问题。早期我们使用的是1bit滑动窗口协议，一次只发送一个帧，等收到ack确认才发下一个帧，这样对信道的利用率太低了。因此提出了一种采用累积确认的连续ARQ协议，接收方不必对收到的帧逐个发送ack确认，而是收到几个帧后，对按序到达的最后一个帧发送ack确认。 同1bit滑动窗口协议相比，大大减少了ack数量，并消除了延迟ack对传输效率的影响。但是，这会产生一个新的问题，如果发送方发送了5个帧，而中间的第3个帧丢失了。这时接收方只能对前2个帧发出确认。发送方无法知道后面三个帧的下落，只好把后面的3个帧再重传一次，这就是回退N协议。为了解决这个问题，又提出了选择重传协议。当接收方发现某帧出错后，继续接受后面送来的正确的帧，只是不交付它们，存放在自己的缓冲区中，并且要求发送方重传出错的那一帧。一旦收到重传来的帧后，就可以将存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交给主机。本文主要介绍如何根据滑动窗口协议的原理，在Visual C++的平台上设计一个滑动窗口协议模拟程序，并最终使该程序得以实现。本次程序设计分两部分：第一部分是发送方，第二部分是接收方。通过发送方和接收方之间的数据帧传输模拟，学习滑动窗口协议控制流量的原理和方法，以及滑动窗口协议的工作机制。
《网络系统》课程设计报告 学院专业 班级学号 学生姓名指导教师 课程成绩完成日期2013年6月28日
课程设计成绩评定 学院专业 班级学号 学生姓名指导教师 完成日期2013年6月28日 指导教师对学生在课程设计中的评价 评分项目优良中及格不及格课程设计中的创造性成果 学生掌握课程内容的程度 课程设计完成情况 课程设计动手能力 文字表达 学习态度 规范要求 课程设计论文的质量 指导教师对课程设计的评定意见 综合成绩指导教师签字2013年6月28日
课程设计任务书 学院专业 课程名称网络系统课程设计时间2012～2013学年第二学期17～18周学生姓名指导老师 题目编程实现简单的TCP协议分析器 主要内容： （1）从局域网中抓取IP数据包； （2）对它进行分析得到相应的头部信息； （3）过滤TCP包进行分析，得到TCP包的相应信息 （4）谈谈本次课程设计活动的体会和心得 要求： （1）利用编程软件 （2）通过课程设计培养学生严谨的科学态度，认真的工作作风和团队协作精神。 （3）学会文献检索的基本方法和综合运用文献的能力。 （4）在老师的指导下，要求每个学生独立完成课程设计的全部内容。 应当提交的文件： （1）课程设计报告。 （2）课程设计附件（源程序、各类图纸、实验数据、运行截图等）
编程实现简单的TCP协议分析器 学生姓名：指导老师： 摘要编程实现简单的TCP协议分析器。TCP协议分析器是一种用于监督和跟踪网络活动的诊断工具。它从局域网中抓取IP数据包，并对它进行分析得到相对应的头部信息，过滤TCP包进行分析，得到TCP包的相应信息。运行程序平台为windows7/XP，程序通过调试运行，初步实现了设计目标，并且再经过适当完善后，将可以应用在商业中解决实际问题。TCP协议的数据传送程序是由二个子程序组成的。也可以看成是服务器端程序和客户端程序，其中：服务器端程序的功能是侦听端口号，接收远程主要的TCP连接申请，并接收远程主机传送来的文字数据。 关键词程序设计；TCP；局域网；指令；服务器
长沙理工大学 《网络协议编程》课程设计报告 梁碧莹 学院计算机与通信工程专业网络工程 班级网络08-02 学号200858080205 学生姓名梁碧莹指导教师王静 课程成绩完成日期2011年7 月 2 日
课程设计任务书 计算机与通信工程学院网络工程专业
课程设计成绩评定 学院计算机通信工程专业网络工程 班级网络08-02 班学号200858080205 学生姓名梁碧莹指导教师王静 课程成绩完成日期2011年7 月2 日指导教师对学生在课程设计中的评价 指导教师对课程设计的评定意见
滑动窗口协议模拟程序的设计与实现 学生：梁碧莹指导老师：王静 摘要：本文主要介绍如何根据滑动窗口协议的原理，在Visual C++的平台上设计一个滑动窗口协议模拟程序，并最终使该程序得以实现。本次程序设计分两部分：第一部分是发送方，第二部分是接收方。通过发送方和接收方之间的数据帧传输模拟，学习滑动窗口协议控制流量的原理和方法，以及滑动窗口协议的工作机制。 关键词：滑动窗口协议流量控制工作机制模拟程序 Design and Implementation of Sliding Window Protocol Procedures Student: Liang Biying Instructor: Wang Jing Abstract: This paper describes the principle of Sliding Window Protocol and how to design and implement a procedure about the Sliding Window Protocol. The program design in two parts, one is the sender, the other is the receiver. After all, studying the principle and method of how the Sliding Window Protocol control the flow, and how the Sliding Window Protocol works through the transmission of data between the sender and the receiver. Keywords: Sliding window protocol Flow control Working mechanism Simulation program
实验2 使用Wireshark嗅探器分析网络协议 实验日期： 实验目的： 1、掌握嗅探器工具Wireshark的下载和安装方法 2、掌握Wireshark的简单使用方法，了解抓包结果的分析方法 3、掌握封装这一操作的具体含义以及TCP/IP体系结构的分层，了 解各层的一些常用协议。 实验步骤： 1、预习课本与ping命令及tracert命令相关的因特网控制报文协议ICMP相关的容(4.4节)，通过搜索引擎了解什么是嗅探器，了解嗅探器工具Wireshark的下载、安装和使用方法 2、自己下载安装并启动Wireshark（安装程序里附带的WinPcap也一定要安装）如有时间可搜索Wireshark的中文使用说明，作为实验的辅助资料。FTP上有《Wireshark 网络分析就这么简单》的电子版，供参考。 3、选择正确的网络适配器（俗称网卡）。这一步很重要。选错了网卡，可能抓不到任何包。 4、开始抓包。 5、在Wireshark的显示过滤器输入栏中输入正确的表达式，可过滤出需要的数据包。
7、单击选中其中一个报文，可在树形视图面板中看它各层协议首部的详细信息。 8、过滤出http流量，选择其中的一个数据包，回答以下问题：（以
下4个问题需回答并截图证明） 1）此http包的http协议版本号是多少？ 此http包的http协议版本号是HTTP/1.1 2）http协议在传输层使用的是TCP协议还是UDP协议？ http协议在传输层使用的是TCP协议 3）此http包在网络层使用的是什么协议？
此http包在网络层使用的是IPV4协议 4）此http包在数据链路层使用的是什么协议？ 此http包在数据链路层使用的是Ethernet II协议 9、过滤出QQ流量（协议名称为OICQ），选择其中的一个数据包，回答以下问题：（以下4个问题需回答并截图证明） 1）此QQ包的OICQ协议版本号是多少？ 此QQ包的OICQ协议版本号是OICQ 121
课程设计 课程设计题目网络协议分析实验报告学生姓名： 学号： 专业： 2014年 6 月 29日
实验1 基于ICMP的MTU测量方法 实验目的 1）掌握ICMP协议 2）掌握PING程序基本原理 3）掌握socket编程技术 4）掌握MTU测量算法 实验任务 编写一个基于ICMP协议测量网络MTU的程序，程序需要完成的功能： 1）使用目标IP地址或域名作为参数，测量本机到目标主机经过网络的MTU； 2）输出到目标主机经过网络的MTU。 实验环境 1）Linux系统； 2）gcc编译工具，gdb调试工具。 实验步骤 1.首先仔细研读ping.c例程，熟悉linux下socket原始套接字编程模式，为实验做好准备； 2.生成最大数据量的IP数据报（64K），数据部分为ICMP格式，ICMP报文为回送请求报 文，IP首部DF位置为1；由发送线程发送； 3.如果收到报文为目标不可达报文，减少数据长度，再次发送，直到收到回送应答报文。 至此，MTU测量完毕。
ICMP协议是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。它是一个非常重要的协议，它对于网络安全具有极其重要的意义。[1] 它是TCP/IP协议族的一个子协议，属于网络层协议，主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。ICMP报文在IP帧结构的首部协议类型字段（Protocol 8bit)的值=1.
ICMP原理 ICMP提供一致易懂的出错报告信息。发送的出错报文返回到发送原数据的设备，因为只有发送设备才是出错报文的逻辑接受者。发送设备随后可根据ICMP报文确定发生错误的类型，并确定如何才能更好地重发失败的数据包。但是ICMP唯一的功能是报告问题而不是纠正错误，纠正错误的任务由发送方完成。 我们在网络中经常会使用到ICMP协议，比如我们经常使用的用于检查网络通不通的Ping命令（Linux和Windows中均有），这个“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。还有其他的网络命令如跟踪路由的Tracert命令也是基于ICMP协议的。 ICMP(Internet Control Message,网际控制报文协议)是为网关和目标主机而提供的一种差错控制机制，使它们在遇到差错时能把错误报告给报文源发方.是IP层的一个协议。但是由于差错报告在发送给报文源发方时可能也要经过若干子网，因此牵涉到路由选择等问题，所以ICMP报文需通过IP协议来发送。ICMP数据报的数据发送前需要两级封装：首先添加ICMP 报头形成ICMP报文，再添加IP报头形成IP数据报 通信术语最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。 实验2 基于UDP的traceroute程序 实验目的 1）掌握UDP协议 2）掌握UDP客户机/服务器编程模式 3）掌握socket编程技术 4）掌握traceroute算法
课程设计报告滑动窗口 协议仿真精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986
滁州学院 课程设计报告 课程名称：计算机网络 设计题目：滑动窗口协议仿真 系别：计算机与信息工程学院 专业：计算机科学与技术 组别：第五组 起止日期: 2011年11月24日~2011年12月7日指导教师:赵国柱 计算机与信息工程学院二○一一年制
课程设计任务书 一. 引言 二. 基本原理 窗口机制 1bit滑动窗口协议 后退N协议 选择重传协议 流量控制
三. 需求分析 课程设计题目 开发环境 运行环境 课程设计任务及要求 界面要求 网络接口要求 四. 详细设计 结构体的定义 发送方的主要函数 接受方的主要函数五. 源代码 发送方的主要代码 接收方的主要代码六. 调试与操作说明 致谢 [参考文献]
课程设计的主要内容 1.引言 早期的网络通信中，通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。由于大家不知道网络拥塞状况，一起发送数据，导致中间结点阻塞掉包，谁也发不了数据。在数据传输过程中，我们总是希望数据传输的更快一些，但如果发送方把数据发送的过快，接收方就可能来不及接收，这就造成数据的丢失。因此就有了滑动窗口机制来解决这些问题。早期我们使用的是1bit滑动窗口协议，一次只发送一个帧，等收到ack确认才发下一个帧，这样对信道的利用率太低了。因此提出了一种采用累积确认的连续ARQ 协议，接收方不必对收到的帧逐个发送ack确认，而是收到几个帧后，对按序到达的最后一个帧发送ack确认。同1bit滑动窗口协议相比，大大减少了ack数量，并消除了延迟ack对传输效率的影响。但是，这会产生一个新的问题，如果发送方发送了5个帧，而中间的第3个帧丢失了。这时接收方只能对前2个帧发出确认。发送方无法知道后面三个帧的下落，只好把后面的3个帧再重传一次，这就是回退N协议。为了解决这个问题，又提出了选择重传协议。当接收方发现某帧出错后，继续接受后面送来的
数据链路层滑动窗口协议的设计和实现样本数据链路层滑动窗口协议的设计和实现本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 数据链路层滑动窗口协议的设计与实现实验报告 一、实验任务及内容利用所学数据链路层原理，设计一个滑动窗口协议并在仿真环境下编程实现有噪音信道环境下的可靠的双工通信。 信道模型为8000bps全双工卫星信道，信道传播时延270毫秒，信道误码率为10--55，信道提供字节流传输服务，网络层分组长度在240~256字节范围。 (1)实现有噪音信道环境下的无差错传输。 (2)运行程序并检查在信道没有误码和存在误码两种情况下的信道利用率。 (3)提高滑动窗口协议信道利用率，根据信道实际情况合理地为协议配置工作参数，包括滑动窗口的大小和重传定时器时限以及ACK搭载定时器的时限。 实验环境Windows7环境PC，机，Microsoft VisualC++集成化开发环境 二、协议设计协议的分层结构及层服务::包括物理层，数据链路层和网络层三层。
该实验主要设计数据链路层协议，为实现有噪声环境下高信道利用率传输，我们采用回本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 退n n帧（go backn）技术的协议。 发送方窗口大小为31；通过捎带确认来完成可靠的数据通信；出现信道误码导致收帧出错时，接受方丢弃所有后续帧，待定时器超时后发送方重发。 该层提供服务::从网络层接受要发送的数据包，将之分拆成数据帧；按一定的成帧方案完成分帧，加校验码，加ack等操作；进行适当的流量判断和拥塞控制；启动定时器将之传递给物理层。 数据帧经信道传送给接受方，接受方数据链路层执行与成帧相逆的操作；处理ack信息，终止定时器（或启动ack定时器，ack成帧传送）；判断是否为欲接受数据，数据是否出错，提交给网络层。 退回N N步工作原理示意图::本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 实验所形成帧((成帧方案))::DATA Framen+=========+========+========+===============+======== +|KIND (1)|ACK (1)|SEQ
第7章传输控制协议TCP 要求：1. 掌握TCP的可靠性机制：确认、重传、序号；2. 掌握TCP的流控和提高传输效率策略：滑动窗口机制； 3. 掌握TCP连接的建立与关闭协议：三次握手； 4. 掌握TCP的报文段格式； 5. 掌握TCP的拥塞控制技术； 6. 掌握TCP避免糊涂窗口综合症的技术；了解紧急数据发送和强迫
数据发送。7. 概述7.1 要实现可靠的数据流传输 服务，必须解决哪几个问题？ 1.可靠性： ①防丢失：确认与重传；②防重复：报文段序号；2. 传输效率、流量控制：滑动窗口机制；3.拥塞控制：加速递减与慢启动技术；4. 建立连接：三次握手协议；改进的三次握手协议。关闭连接：5.
可靠传输服务有哪些特点? ①面向数据流；虚电路连接； ②有缓冲的传输；③无结构的数据流；④全双工连接。⑤． 7.2 提供可靠性1. 防丢 失–带重传的肯定确认技 术
接收方收数据接收数据发送方 数据后向源站发发送分组确认（ACK）；发送确认接收分组发送分组接收确 认②设置定时发送确认接收分组器， 源站在限定超时重传时间内未
收到ACK ，则重发。接收确认． 两个问题:如何对待重复的数据？定时器时限设置多长？ 2. 防重复–可捎带的累计确认技术①为每一分组赋予序号。②确认时也指明确认哪个分组。序号同时保证了分组间的正确顺序。③． 3. RTT 与重传定时器问题：超时重传，如何设置定时器的时限？两个概念：①RTT ：
往返时间，报文段发出到收到 确认信息间的时间段。 ②自适应重传算法：监视每个 连接的性能，由此推算出合适 的定时时限。当连接的性能变 化时，随时修改定时时限。重 传定时时限的计算方法：①早 期的方法②改进的方法算法和 定时器补偿Karn ③． （1）早期的方法R：RTT的估计值M：本次测量的RTT值RT0：定时时限
计算机网络课程设计书 学 院 计算机与信息工程学院专业网络工程 课程名称计算机网络题目滑动窗口协议仿真完成期限自2015年6月23日至2015年6月29日共1周 内容及任务一、项目的目的 掌握滑动窗口协议的工作原理，并能够用所学计算机高级 语言进行编程模拟其运行过程;培养学生的动手实践和思考能力。 二，项目任务的主要内容和要求 (1)本次设计任务是根据滑动窗口协议的工作原理，在Visual C++ 6.0的平台上用C++语言编写一个基本TCP滑动窗口协议的模拟程序。 (2)要求该程序能够实现滑动窗口协议的发送和接收数据帧 功能，在此功能上体现滑动窗口协议的运作。 (3) 程序按照滑动窗口协议实现端对端的数据传送。包括协议的各种策略，如包丢失、停等应答、超时等都应有所仿真实现； (4) 显示数据传送过程中的各项具体数据。双方帧的个数变化，帧序号，发送和接受速度，暂停或重传提示等； 三、项目设计（研究）思路 (1) 查阅相关资料，理解滑动窗口协议的工作原理； (2) 设计滑动窗口协议实现端对端数据传送的功能流程图； (3) 编写代码实现滑动窗口协议工作的模拟程序，包括包丢失、停等应答、超时等； (4) 测试程序功能的实现情况。 四、具体成果形式和要求 (1)滑动窗口协议实现端对端数据传送的模拟程序。 (2)按照要求撰写课程设计报告并准备答辩。
进度安排 起止日期工作内容 2015.6.23-2015 .6.24 了解网络协议编程的基本知识； 2015.6.25-2015 .6.26 了解滑动窗口协议的工作机制； 2015.6.27-2015 .6.28 使用编程语言编写一个滑动窗口协议的模拟 程序，按要求实现程序。 2015.6.29最后汇总，调试，答辩 主要参考资料[1] 谢希仁. 计算机网络[M]. 4版. 北京:电子工业出版社, 2003. [2] 李仁发.何彦. 基于虚拟实验方法的滑动窗口协议分析[J]. 系统仿真学报. 2002. 8 (14) ; 1026 - 1063. [3] 李建中,张冬冬. 滑动窗口规模的动态调整算法[J]. 软件学报. 2004. 12 (15) : 1800 - 1814. [4] 王栩,李建中,王伟平. 基于滑动窗口的数据流压缩技术及连续查询处理方法[ J ]. 计算机研究与发展. 2004. 10 (41) : 1639- 1644. [5] 特南鲍姆. 计算机网络（第四版）. 清华出版社 指导教师 意见 （签字）：×年×月×日 系（教研 室）主任 意见 （签字）：×年×月×日
实验七-用协议分析工具EtherPeek捕获TCP、UDP数据包并分析 实验目的：熟练掌握协议分析工具的使用 掌握TCP/UDP数据的头部信息的含义 实验环境：学生机、Boson Netsim。 实验内容与步骤： 实验内容 1．捕获并分析传输控制协议。很多因特网服务，比如HTTP、FTP、SMTP 和Telnet，都要依靠TCP来传输数据。 2．捕获并分析用户数据报协议。UDP由很多上层协议使用，例如普通文件传输协议(TFTP)和DNS。 实验步骤 1 启动软件 安装和启动EtherPeek 2 捕获报文基本步骤 （1）打开程序后，选择Capture(捕获)—Start(开始)，或者是工具栏上的开始箭头。 （2）数据传输实现后，再次进入Capture(捕获)菜单，然后选择Stop(停止)或者使用工具栏。 （3）进入Capture(捕获)菜单，选择“停止并显示”。 （4）停止捕获后，在对话框最下角增加了一组窗口卷标，包括高级、解码、矩阵、主机表单、协议分布和统计信息。 （5）选择解码卷标，可以看到缓冲器中的所有实际“数据”。分析该卷标结构及其内容。 3捕获并分析传输控制协议 （1）进入“捕获”，“定义过滤器”。在定义过滤器窗口中，点击“文件”，“新建”。 （2）转到“高级”卷标，点击IP协议标题旁边的“＋”号，到下面找到TCP，然后选中TCP。
（3）点击OK，关闭定义过滤器窗口。 （4）按F10开始捕获TCP流量。 （5）分析捕获到的结果(即解释数据包的内容和协议具体实现过程)。 4、捕获HTTP协议使用下层TCP协议通过三次握手建立连接的数据包，第1个数据包的长度为个字节。第2个数据包的长度为个字节。第3个数据包的长度为个字节。 下面先对第一个TCP包进行数据分析。（分别对三个数据包进行以下的分析，即重复三次） 第一行（Source port）：2字节，源端口号。 第二行（Destination port）：2字节，目标端口号。 第三行（Initial Sequence number）：4字节，表示发送数据包的排序序列：。 第四行（Next expected seq number）：表示希望接收数据包的排序序列：。 第五行（Date offset）：1字节，用来说明数据包的大小。 第六行（Reserved Bit）：保留空间，以作未来用。 第七至第十三行（Flags）：6字节，标志位，有控制功能。分别为URG，紧急指针为；ACK，确认指针为；PUSH，不用等待缓冲区装满而直接把报文交给应用层为；RST，复位指针为；SYN，同步信号为；FIN，完成或释放指针为。此数据包的含义是。 第十四行（Windows）：2字节，发送方希望被接受的数据大小。 第十五行（Checksum）：2字节，是根据报头和数据字段计算出的校验和，一定由发送端计算和存储的。校验和为。 第十六行（Urgent pointer）：2字节，紧急指针，告知紧急资料所在的位置。 5、捕获并分析用户数据报协议 （1）进入“捕获”，“定义过滤器”。 （2）在定义过滤器窗口中，选择“高级”卷标。从协议列表中，打开IP 对话框，然后点击UDP选择框。 （3）选择OK按钮关闭定义过滤器窗口。 （4）按F10开始捕获UDP流量。 （5）现在用完整的域名来对主机执行Ping 命令。进入“开始”，“运行”，并输入ping http://biz.doczj.com/doc/3012733187.html,。现在按回车键，可以ping这个网站四次。 （6）停止并显示捕获结果。 （7）分析捕获到的结果。