实验4-TCP数据包及连接建立过程分析

实验4TCP数据包及连接建立过程分析1．实验目的

1. 学习并分析TCP数据包的结构、含义

2．分析TCP连接的建立过程和数据传输过程。

2．实验设备与环境

1．Wireshark网络分析软件

2．实验文件“计算机网络－实验文件.cap”

3．相关知识

3．1 TCP 数据报结构

●一个TCP 数据报由首部和数据两部分组成。

●首部的前一部分是固定长度，共20 字节，是所有TCP数据报必须具有的。

●在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。

3．2 TCP 连接的建立过程

● A 的TCP 向B 发出连接请求报文段，其首部中的同步比特SYN 应置为1，并选择

序号x (为了防止TCP syn 攻击，分组选择的是经过较复杂运算后得到的初始化序号，当然其相对序号应该视作是1)，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是x。

● B 的TCP 收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。

● B 在确认报文段中应将SYN 置为1，其确认号应为x + 1，同时也为自己选择序号

y(为了防止TCP syn 攻击，分组选择的是经过较复杂运算后得到的初始化序号，当然其相对序号应该视作是1)。

● A 收到此报文段后，向B 给出确认，其确认号应为y + 1。

● A 的TCP 通知上层应用进程，连接已经建立。

●当运行服务器进程的主机B 的TCP 收到主机A 的确认后，也通知其上层应用进程，

连接已经建立。

4．实验内容

4.1 TCP数据包的结构和含义分析

打开文件“计算机网络－实验文件.cap”，这是一个包括204个分组的网络通信记录，详细记录了分组的序号、相对时间、源地址、目标地址、协议类型、内容，如图1是对第29个分组的详细信息。

图1 第29个分组的TCP数据包的解析

观察文件内第29个分组的TCP数据包详细信息，见图1。

●它的前16位是1668，表示源端口是1668，是客户端的一般端口，（本机是客户端）●它的目的端口是0050（H）＝8080，表明是访问服务器端的HTTP应用。

●当前发送的数据首字节是0（相对值），表示为首发字节。它携带的数据包长度是0字

节，64（IP包全长，见IP包头的长度字段值）－20（IP首部长度）－44（TCP首部长度）＝0字节，该TCP数据包未携带数据。

●确认号字段为0，结合后面的ACK = 0，表明未携带确认信息。

●TCP首部的固定长度部分是20字节; b002(H)=1011 0000 0000 0010 （B）,其中表示TCP

首部长度长度.是前4位，即1011（B）=11，以4个字节为1个单位，因此该TCP首部总长度是11×4字节＝44字节，其中包含选项字段24字节。

●同步比特SYN=1，表明它是一个TCP连接相关的数据包

●其它：ACK = 0，确认比特ACK ——只有当ACK = 1 时确认号字段才有效。当ACK

= 0 时，确认号无效。

●推送比特PSH (PuSH) ——接收TCP 收到推送比特置1 的报文段，就尽快地交付给

接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。

●窗口字段大小524280字节，当前可以接收对方发送524280字节。

●校验和＝a4ff，正确。

●紧急指针字段＝0，因为紧急URG＝0

●头部选项字段：给出了最大报文段长度MMX＝1460字节，注意MAC帧携带的数据范

围是46－1500字节，1500－20（IP头长）－20（TCP长）＝1460。

观察文件内第34个分组的TCP数据包详细信息，见图2。

图2 第34个分组的TCP数据包的解析

●它的源端口是0050（H）＝80，是服务器端的HTTP应用服务。

●它的目的端口是1668，是客户端的一般端口号。

●当前发送的数据首字节是1449（相对值）。它携带的数据包长度是357字节，409（IP

包全长，见IP包头的长度字段值）－20（IP首部长度）－32（TCP首部长度）＝357字节，该TCP数据包携带357字节数据，因此下一个TCP数据包携带数据的首字节是1449＋357＝1806。

●确认号字段为875，结合后面的ACK =1，表明已经正确接收对方发送的875字节前的

数据。

●TCP首部固定字段长度是20字节；8018(H)=1000 0000 0001 1000 （B）,其中表示TCP

首部长度长度是前4位，即1000（B）=8，因此该TCP首部长度是8×4字节＝32字节，包含选项字段12字节。

●同步比特SYN=0，表明它不是一个TCP连接相关的数据包

●确认比特ACK = 1 ，确认号字段才有效。当ACK = 0 时，确认号无效。

●推送比特PSH (PuSH)＝1，接收TCP 收到推送比特置1 的报文段，就尽快地交付给

接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。

●窗口字段大小64661字节，当前可以接收对方发送64661字节。

●校验和＝d169，正确。

●紧急指针字段＝0，因为紧急URG＝0

●头部选项字段：给出了时间戳Time stamp。

数据被分片，1805字节的数据被分为第33个分组的1448字节和第34个分组的357字节.

4.2 TCP连接的建立和释放过程

选择“flow graph”观察TCP连接的建立过程。

图3 选择“flow graph”观察TCP连接的建立过程