实验三传输层TCP协议的讲解
实验三传输层TCP协议的分析
TCP报头长度（4位）：给出报头中32bit字的数目，它实际上指明数据从哪里开始。需要这个值是因为任选字段的长度是可变的。这个字段占4bit，因此TCP最多有60字节的首部。然而，没有任选字段，正常的长度是20字节。
图4TCP前20字节的固定报文
1.分析上图的TCP协议的报文得到如下结论：
源端口号（16位）：它（连同源主机IP地址）标识源主机的一个应用进程。图片中的来源端口地址为80。
目的端口号（16位）：它（连同目的主机IP地址）标识目的主机的一个应用进程。这两个值加上IP报头中的源主机IP地址和目的主机IP地址唯一确定一个TCP连接。图片中的目的端口为1025。
顺序号（32位）：用来标识从TCP源端向TCP目的端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节的顺序号。如果将字节流看作在两个应用程序间的单向流动，则TCP用顺序号对每个字节进行计数。序号是32bit的无符号数，序号到达2 32－1后又从0开始。当建立一个新的连接时，SYN标志变1，顺序号字段包含由这个主机选择的该连接的初始顺序号ISN（Initial Sequence Number）。图片中的序号为0。
图5数据部分的报文
选项：长度可变，最长达到40字节。当没有使用“选项”时，TCP首部的长度就是20字节。还有就是后面的填充都是在常规的TCP首部后增加的。
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TCP协议详解
TCP协议详解TCP协议（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的传输层协议，用于在计算机网络中传输数据。
它提供了可靠的数据传输、流量控制、拥塞控制和错误恢复等功能。
本文将详细介绍TCP协议的工作原理、数据传输过程和相关特性。
一、TCP协议的工作原理TCP协议通过三次握手建立连接，四次挥手断开连接。
在建立连接时，客户端发送SYN（同步）报文给服务器端，服务器端回复SYN+ACK（同步+确认）报文给客户端，最后客户端发送ACK（确认）报文给服务器端。
而在断开连接时，发送端发送FIN（结束）报文给接收端，接收端回复ACK报文，最后发送端发送ACK报文，完成连接的断开。
二、TCP协议的数据传输过程1. 数据分段：TCP将应用层传输的数据按照MSS（最大报文段长度）分段，每个分段都有序号和确认号。
2. 可靠传输：TCP通过序号和确认号来实现可靠传输。
发送端将数据分段发送给接收端，接收端收到数据后发送确认报文给发送端，发送端根据接收到的确认报文确定下一个需要发送的数据段。
3. 流量控制：TCP使用滑动窗口机制来进行流量控制。
发送端根据接收端的窗口大小来确定发送数据的数量，保证发送端和接收端的数据处理能力相匹配。
4. 拥塞控制：TCP通过拥塞窗口来控制数据的发送速率，以避免网络拥塞。
发送端根据网络的拥塞程度调整拥塞窗口的大小，从而控制发送的数据量。
5. 错误恢复：TCP使用确认和重传机制来实现错误恢复。
如果发送端没有收到接收端的确认报文，发送端会重传数据段，直到接收到确认报文为止。
三、TCP协议的特性1. 面向连接：TCP在数据传输之前需要建立连接，传输完成后需要断开连接。
这种面向连接的特性保证了数据的可靠性。
2. 可靠性：TCP通过序号和确认号、滑动窗口、确认和重传机制等手段来保证数据的可靠传输。
3. 流量控制：TCP使用滑动窗口机制来进行流量控制，保证发送端和接收端的数据处理能力相匹配。
计算机网络传输层协议
计算机网络传输层协议计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，而网络的正常运行离不开传输层协议的支持。
传输层协议是计算机网络中层次结构的第四层，它负责在源主机和目的主机之间提供可靠的数据传输服务。
本文将详细介绍计算机网络传输层协议的工作原理、常见协议以及其在网络通信中的作用。
一、传输层协议的工作原理传输层协议主要解决的问题是如何将应用层传来的数据分割成适合网络传输的报文段，再通过网络传输到目的主机并重新组装成完整的数据。
同时，传输层协议还负责提供差错检测与纠正、丢包重传、流量控制等功能，以确保数据的可靠传输。
在传输层协议中，最为常用的是传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCP通过建立面向连接的传输通道来保证数据的可靠传输，同时通过一系列的机制来确保数据的完整性、有序性和可靠性。
UDP则以无连接的方式传输数据，它只提供基本的数据传输功能，不具备对数据进行分包和重组的能力，适用于对实时性要求较高、对传输可靠性要求较低的应用场景。
二、常见的传输层协议除了TCP和UDP之外，还有一些其他的传输层协议应用广泛。
1. 传输控制协议（TCP）：TCP是一种可靠的、面向连接的传输层协议。
它通过三次握手建立连接，使用序列号和确认应答机制来保证数据的可靠传输。
TCP还具备流量控制和拥塞控制的功能，以调节数据的发送速率，避免网络拥塞。
2. 用户数据报协议（UDP）：UDP是一种不可靠的、无连接的传输层协议。
它不需要建立连接，通过将数据封装成数据报进行传输。
UDP适用于对实时性要求较高的应用场景，如音视频传输、网络游戏等。
3. 传输报文协议（SCTP）：SCTP是一种多流的、面向消息的传输层协议。
它与TCP类似，但相比TCP，SCTP具有更好的拥塞控制和可靠性。
SCTP适用于对可靠性要求较高的应用场景，如电话呼叫、无线通信等。
4. 数据报协议（DCCP）：DCCP是一种基于数据报的传输层协议。
它通过提供拥塞控制和可靠性选项，适应不同应用场景对传输质量的要求。
TCP协议详解
TCP协议详解TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的传输层协议，广泛应用于互联网通信中。
它通过提供可靠的、面向字节流的数据传输，确保数据的完整性和可靠性。
本文将详细解释TCP协议的工作原理、特点和相关概念。
一、TCP协议的工作原理1. 建立连接（三次握手）：a. 客户端向服务器发送一个SYN（同步）报文段，其中包含一个初始序列号。
b. 服务器收到SYN报文段后，向客户端发送一个SYN+ACK（同步+确认）报文段，其中包含确认号和自己的初始序列号。
c. 客户端收到SYN+ACK报文段后，向服务器发送一个ACK（确认）报文段，确认号为服务器的初始序列号+1。
d. 三次握手完成后，连接建立，双方可以开始传输数据。
2. 数据传输：a. 数据被分割成多个报文段，并按序号进行标记。
b. 报文段按序发送，接收方收到后进行确认。
c. 发送方根据接收方的确认进行重传，确保数据的可靠性。
3. 连接的释放（四次挥手）：a. 客户端向服务器发送一个FIN（结束）报文段，请求关闭连接。
b. 服务器收到FIN报文段后，发送一个ACK报文段进行确认。
c. 服务器发送一个FIN报文段，请求关闭连接。
d. 客户端收到FIN报文段后，发送一个ACK报文段进行确认。
e. 四次挥手完成后，连接关闭。
二、TCP协议的特点1. 可靠性：TCP使用序号、确认和重传机制，确保数据的可靠传输。
2. 面向字节流：TCP将数据划分为字节流进行传输，保证数据的顺序性。
3. 流量控制：TCP使用滑动窗口机制控制发送方的发送速率，避免数据的丢失和拥塞。
4. 拥塞控制：TCP使用拥塞窗口机制调整发送方的发送速率，避免网络拥塞。
5. 全双工通信：TCP连接是全双工的，双方可以同时发送和接收数据。
6. 可靠的连接建立和断开：TCP使用三次握手和四次挥手机制，确保连接的可靠建立和断开。
三、TCP协议的相关概念1. 序列号：TCP使用32位的序列号对数据进行标记，保证数据的有序性。
TCP协议详解
TCP协议详解一、背景介绍TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，用于在互联网上可靠地传输数据。
TCP协议提供了数据分段、排序、确认和流量控制等功能，确保数据的可靠传输。
二、协议目的TCP协议的目的是提供可靠的数据传输，确保数据在发送和接收之间的完整性和可靠性。
它通过使用序列号、确认和重传机制来实现数据的可靠传输，并通过流量控制和拥塞控制机制来优化网络性能。
三、协议内容1. 连接建立- TCP协议使用三次握手来建立连接。
首先，客户端向服务器发送一个SYN （同步）报文段，其中包含一个初始序列号。
服务器收到SYN报文段后，回复一个SYN+ACK（同步+确认）报文段，其中包含确认序列号和服务器的初始序列号。
最后，客户端再回复一个ACK（确认）报文段，确认连接建立成功。
2. 数据传输- TCP协议将数据分割成多个报文段进行传输。
每个报文段都有一个序列号，用于标识报文段在数据流中的位置。
接收方通过确认序列号来确认已经接收到的报文段，并通过序列号来重新排序报文段。
- TCP协议还使用滑动窗口机制来进行流量控制。
发送方根据接收方的处理能力和网络状况来调整发送速率，避免发送过快导致接收方无法处理。
3. 连接终止- TCP协议使用四次挥手来终止连接。
首先，一方发送一个FIN（结束）报文段，表示要关闭连接。
接收方收到FIN报文段后，发送一个ACK报文段进行确认。
然后，接收方也发送一个FIN报文段，表示同意关闭连接。
最后，发送方收到FIN 报文段后，发送一个ACK报文段进行确认，连接正式关闭。
四、协议优势1. 可靠性：TCP协议通过序列号、确认和重传机制来确保数据的可靠传输，减少数据丢失和错误。
2. 有序性：TCP协议通过序列号和重新排序机制来保证数据的有序传输，确保数据按照发送顺序正确接收。
3. 流量控制：TCP协议使用滑动窗口机制来进行流量控制，根据接收方的处理能力和网络状况来调整发送速率，避免网络拥塞。
TCP协议详解
TCP协议详解一、引言TCP（Transmission Control Protocol）是一种可靠的、面向连接的协议，用于在互联网上进行数据通信。
本协议详解旨在介绍TCP协议的工作原理、数据传输过程以及相关的协议规范。
二、协议概述TCP协议是一种传输层协议，它提供了可靠的、面向连接的数据传输服务。
TCP协议通过使用序号、确认和重传机制，确保数据的可靠传输。
同时，TCP协议还提供了流量控制和拥塞控制机制，以适应网络状况的变化。
三、协议规范1. 连接建立在进行数据传输之前，发送方和接收方需要建立一个TCP连接。
连接建立过程如下：（1）发送方向接收方发送SYN包，其中包含一个初始序号。
（2）接收方收到SYN包后，向发送方发送一个SYN+ACK包，其中包含确认序号和初始序号。
（3）发送方收到SYN+ACK包后，向接收方发送一个ACK包，确认连接建立成功。
2. 数据传输TCP协议使用滑动窗口机制进行数据的传输。
发送方将数据分割成多个TCP 段，并按序号进行编号。
接收方通过确认序号来确认已经接收到的数据，并使用累积确认机制来避免重复接收。
3. 流量控制TCP协议使用滑动窗口机制来进行流量控制。
发送方根据接收方的接收能力动态调整发送窗口的大小，以避免数据的丢失和拥塞。
4. 拥塞控制TCP协议使用拥塞窗口机制来进行拥塞控制。
发送方根据网络的拥塞程度动态调整发送窗口的大小，以避免网络拥塞的发生。
5. 连接终止TCP连接的终止需要经过四次握手过程：（1）发送方向接收方发送一个FIN包，表示数据发送完毕。
（2）接收方收到FIN包后，向发送方发送一个ACK包，确认收到FIN包。
（3）接收方向发送方发送一个FIN包，表示数据接收完毕。
（4）发送方收到FIN包后，向接收方发送一个ACK包，确认收到FIN包。
四、协议扩展TCP协议的扩展包括可选的协议头字段和选项字段。
可选的协议头字段用于提供额外的信息，如紧急数据指示、确认序号的精确度等。
TCP协议详解
TCP协议详解一、引言TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。
它是互联网协议套件中的核心协议之一，用于在网络上可靠地传输数据。
本协议详解将对TCP协议的工作原理、特点以及相关机制进行详细说明。
二、协议概述1. 协议定义TCP协议是一种面向连接的协议，通过建立可靠的通信连接来传输数据。
它提供了数据分段、数据重组、流量控制、拥塞控制等功能，保证了数据的可靠性和顺序性。
2. 连接建立与终止TCP协议使用三次握手建立连接，即客户端发送连接请求，服务器回复连接确认，最后客户端再次回复确认。
连接终止时，采用四次挥手的方式，即一方发送连接释放请求，另一方回复确认，然后另一方再次发送连接释放请求，最后一方回复确认。
3. 数据分段与重组TCP协议将应用层传输的数据分成小的数据段进行传输，每个数据段都有序号和确认号。
接收方根据序号和确认号进行数据的重组和排序，确保数据的完整性和正确性。
4. 流量控制与拥塞控制TCP协议通过滑动窗口机制实现流量控制，即接收方通过调整窗口大小来控制发送方的发送速率。
拥塞控制则通过拥塞窗口和拥塞避免算法来控制网络的拥塞程度，保证网络的稳定性和公平性。
5. 可靠性保证TCP协议通过序号、确认号、超时重传、选择性重传等机制来保证数据的可靠传输。
发送方在发送数据后等待接收方的确认，如果在一定时间内未收到确认，则进行超时重传。
三、协议工作原理1. 建立连接客户端发送SYN（同步）报文段给服务器，服务器收到后回复SYN+ACK（同步+确认）报文段给客户端，客户端再回复ACK（确认）报文段给服务器，完成连接的建立。
2. 数据传输建立连接后，发送方将应用层数据分成小的数据段，并添加TCP头部信息，然后通过网络传输给接收方。
接收方根据序号和确认号进行数据的重组和排序，再将数据交给应用层。
3. 流量控制与拥塞控制发送方根据接收方发送的窗口大小来控制发送速率，确保不会发送过多的数据导致接收方无法处理。
TCP协议详解
TCP协议详解一、引言TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的传输层协议，用于在网络中传输数据。
本协议详解将介绍TCP协议的工作原理、数据传输过程、连接建立和终止过程、流量控制和拥塞控制等方面的内容。
二、TCP协议的工作原理1. 数据分段TCP将应用层传输的数据分成较小的数据块，称为段（segment），每个段包含一个序号和一些控制信息。
2. 可靠性传输TCP使用确认和重传机制来确保数据的可靠传输。
接收方在收到数据后会发送确认消息，发送方在一定时间内没有收到确认消息时会重传数据。
3. 流量控制TCP通过滑动窗口机制来进行流量控制。
发送方根据接收方的处理能力和网络状况来动态调整发送数据的速率，以避免数据丢失或网络拥塞。
4. 拥塞控制TCP使用拥塞窗口来控制数据发送的速率，以避免网络拥塞。
当网络出现拥塞时，发送方会减小拥塞窗口的大小，以降低数据发送的速率。
三、TCP协议的数据传输过程1. 连接建立TCP使用三次握手来建立连接。
首先，客户端向服务器发送一个SYN包，服务器收到后回复一个SYN-ACK包，最后客户端再回复一个ACK包，连接建立成功。
2. 数据传输在连接建立后，发送方将数据分成段并发送给接收方。
接收方收到数据后发送确认消息，发送方根据接收到的确认消息进行重传或发送下一个段。
3. 连接终止TCP使用四次挥手来终止连接。
首先，发送方向接收方发送一个FIN包，接收方收到后回复一个ACK包。
然后，接收方向发送方发送一个FIN包，发送方收到后回复一个ACK包，连接终止成功。
四、TCP协议的优点1. 可靠性：TCP使用确认和重传机制来确保数据的可靠传输，能够保证数据的完整性和正确性。
2. 顺序性：TCP保证数据的顺序传输，接收方按照发送方的顺序接收数据。
3. 流量控制：TCP使用滑动窗口机制来进行流量控制，根据接收方的处理能力和网络状况动态调整发送数据的速率。
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沈阳工程学院
学生实验报告
实验室名称：信息学院网络实验室
实验课程名称：计算机网络
实验项目名称：实验三传输层TCP协议的分析
班级：姓名：学号：
实验日期：2015 年11月24日实验台编号：指导教师：批阅教师（签字）：成绩：
一．实验目的
●掌握传输层TCP协议分析方法，了解传输层TCP协议内容
二．实验内容
●捕获传输层TCP协议数据
●并分析传输协议原理
三．实验前的准备
●了解传输层TCP协议的数据单元格式
●了解传输层TCP协议规程
●熟悉至少一种网络抓包软件的使用方法。
四．实验要求及实验软硬件环境
【基本要求】
●按实验内容进行知识准备
●按照预订实验步骤操作，并记录实验结果
●分析实验记录，并得出结论
●完成此项实验，完成实验报告。
【实验组织方式】
●个人实验
【实验条件】
●微机与网络环境。
五．实验步骤
1.建立网络模型：
2.连接以后进行三次握手建立连接，传输数据和释放连接，并且截下各个部分所捕获的数据
3.利用PC0向SERVERO获取数据，捕捉在由PCO传向SERVERO的TCP协议报文以及反向的TCP协议报文。
4.分析捕捉的TCP协议报文的格式。
六．实验结果记录
1．由PCO向SERVERO的TCP协议报文。
图2 PCO向SERVERO的TCP协议报文。
2. 由SERVERO向PCO的TCP协议报文。
图3 SERVERO向PCO的TCP协议报文
七．结果分析
通过分析在试验结果的TCP协议报文的知道了TCP协议报文的格式，TCP 协议报文由TCP首部和数据部分组成。
并且TCP首部报文的前二十字节是固定的，如图4所示。
图4 TCP前20字节的固定报文
1.分析上图的TCP协议的报文得到如下结论：
源端口号（ 16位）：它（连同源主机 IP地址）标识源主机的一个应用进程。
图片中的来源端口地址为 80。
目的端口号（ 16位）：它（连同目的主机 IP地址）标识目的主机的一个应用进程。
这两个值加上 IP报头中的源主机 IP地址和目的主机 IP地址唯一确定一个 TCP连接。
图片中的目的端口为1025。
顺序号（ 32位）：用来标识从 TCP源端向 TCP目的端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节的顺序号。
如果将字节流看作在两个应用程序间的单向流动，则 TCP用顺序号对每个字节进行计数。
序号是 32bit的无符号数，序号到达 2 32－ 1后又从 0开始。
当建立一个新的连接时， SYN标志变 1，顺序号字段包含由这个主机选择的该连接的初始顺序号 ISN（ Initial Sequence Number）。
图片中的序号为0。
确认号（ 32位）：包含发送确认的一端所期望收到的下一个顺序号。
因此，确认序号应当是上次已成功收到数据字节顺序号加 1。
只有 ACK标志为 1时确认序号字段才有效。
TCP为应用层提供全双工服务，这意味数据能在两个方向上独立地进行传输。
因此，连接的每一端必须保持每个方向上的传输数据顺序号。
上图的确认号为1。
TCP报头长度（ 4位）：给出报头中 32bit字的数目，它实际上指明数据
从哪里开始。
需要这个值是因为任选字段的长度是可变的。
这个字段占 4bit，因此 TCP最多有 60字节的首部。
然而，没有任选字段，正常的长度是 20字节。
保留位（ 6位）：保留给将来使用，目前必须置为 0。
控制位（ control flags， 6位）：在 TCP报头中有 6个标志比特，它们中的多个可同时被设置为 1。
依次为：
URG：为 1表示紧急指针有效，为 0则忽略紧急指针值。
ACK：为 1表示确认号有效，为 0表示报文中不包含确认信息，忽略确认号字段。
PSH：为 1表示是带有 PUSH标志的数据，指示接收方应该尽快将这个报文段交给应用层而不用等待缓冲区装满。
其中的IP协议就是与1中的IP协议是一样的。
故在此省略对TCP/IP中的IP协议的分析。
窗口：占2个字节，用来控制对方发送的数据量，单位是字节，指明对方发送窗口的上限。
校验和：占2个字节，校验的范围包括首部和数据两个部分，计算校验和时需要在报文段前加上12字节的伪首部。
检验和：占2字节。
检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分和UDP用户数据报一样，在计算机检验和时，要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部。
伪首部的格式和UDP的用户数据报的伪首部一样。
但应把伪首部的第四个字段中的17改为6，把第五个字段的UDP的长度改为TCP的长度。
接收方收到此报文后，仍要加上这个伪首部来计算检验和。
紧急指针：站2字节。
紧急指针只在URG=1时才有意义，它指出本报文段紧急数据的字节数。
因此，紧急指针指出了紧急数据的末尾在数据报文段中的位置。
当所有紧急数据都处理完时，TCP就告诉应用程序回复到正常操作。
值得注意的是，即使窗口为零时也可以发送紧急数据。
2.上面分析的是TCP协议数据报的首部固定的20字节，现在分析下图的报文，包括首部剩下的部分以及数据本分。
图5 数据部分的报文
选项：长度可变，最长达到40字节。
当没有使用“选项”时，TCP首部的长度就是20字节。
还有就是后面的填充都是在常规的TCP首部后增加的。