学生实验报告

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内容摘要

该实验报告了TCP协议分析实验相关分析；

TCP协议分析是通过Wireshark分析TCP协议的报文格式，如理解TCP报文段首部各字段的含义，理解TCP建立连接的三次握手机制，了解TCP的确认机制，了解TCP的流量控制和拥塞控制

实验目的

1.通过协议分析软件掌握TCP协议的报文格式；

2.理解TCP报文段首部各字段的含义；

3.理解TCP建立连接的三次握手机制；

4.了解TCP的确认机制，了解TCP的流量控制和拥塞控制；

实验原理

连上internet的PC机，并且安装有协议分析软件Wireshark

实验原理及概况

TCP是因特网中最主要的运输层协议，它能够在两个应用程序章提供可靠的、有序的数据流传输，能够检测传输过程中分组是否丢失、失序和改变，并利用重传机制保证分组可靠地传输到接收方；

TCP首部格式如下图所示：

首先是源端口和目的端口，服务器提供服务的端口号是固定的，比如：Web服务端口号是80，而客户端的端口号是由操作系统随机分配一个用户端口号。TCP提供字节流服务，它为分组中的每个字节编号，首部中的序号表示分组中第一个字节的编号。接收方用确认号表示它期望接收的数据流中下一个字节编号，表明确认号之前的字节接收方都已经正确接收了。数据偏移字段表示报文段的首部长度。标志部分包含6个标志位，ACK位表明确认号字段是否有效；PUSH位表示发送端应用程序要求数据立即发送；SYN、FIN、RESET三位用来建立连接和关闭连接；URG和紧急指针通常较少使用。接收端利用窗口字段通知发送方它能够接收多大数据量。检验和字段是接收方用来检验接收的报文是否在传输过程中出错。

TCP 重传机制：当发送方传输一个报文段的同时启动一个重传计时器，当该报文的确认到达时，这个计时器就会取消，如果这个计时器超时，那么数据将会被重传。TCP 在重传之前，并不总是等待重传计时器超时，TCP 也会把一系列重复确认的分组当作是数据丢失的先兆；

TCP 流量控制机制：当发送方数据发送速率超过接收方的接受速率，利用滑动窗口实现流量控制；

16位窗口大小：TCP 的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供。窗口大小为字节数，起始于确认序号字段指明的值，这个值是接收端正期望接收的字节。窗口大小是一个16字节字段，因而窗口大小最大为65535字节；

TCP 拥塞机制：防止过多的数据注入到网络中，这样可以是网络中的路由器或链路不至于过载，一般指端到端的通信量的控制；

关于TCP 报文控制位：

紧急URG ：当URG=1时，表明紧急指针字段有效，它告诉系统次报文段中有紧急数据，应尽快传送；

确认ACK ：仅当ACK=1时，确认字号段才有效。TCP 规定，当建立连接后所有传送的报文段都必须把ACK 置1；

TCP 建立连接三次“握手”

U R G

A C K

P S H

R S T

S Y N

F I N

TCP连接的释放

推送PSH：置1时请求的数据段在接收方得到后就可直接送到应用程序，而不必等到缓冲区满时才传送；

复位RST：置1时重建连接。如果接收到RST位时候，通常发生了某些错误；

同步SYN：置1时用来发起一个连接；

终止FIN：置1时表示发端完成发送任务。用来释放连接，表明发送方已经没有数据发送了。

实验步骤

1.打开Wireshark，设置好过滤器

（1）.打开后选择capture,后选择interfaces;

(2).接着选择有数据变动的网络连接，后选option；

(3).点击star,开始监听模式；

(4).在FILTER窗口输入TCP；

2.本次分析TCP实验，采用http post的方式将本地的一个文本文档上传到一个远程的Web 服务器上，并同时使用Wireshark软件去捕获在文件传输过程中的TCP数据包

(1).打开浏览器，在地址栏输入

从第20帧开始，

TCP从本地主机

开始与服务器建

立连接，第一次握

手

第一次握

手，ACK值

为0

从第二次握手开始，

ACK的值开始置1

第三次握手完毕，从第23帧开始，从本机开始发送数据到Web服务器

重传

TCP释放连接

第一次握手

TCP释放的第二次握手

第三次握手

第四次握手