桂电-计算机网络实验4-TCPUDP协议分析

一． 实验目的 1、加深理解TCP报文结构 2、领会TCP协议通信机制 3、通过跟踪TCP应用通信，能结合报文对整个通信过程进行分析。 二． 实验环境 1、头歌基于Linux的虚拟机桌面系统 2、网络报文分析工具wireshark 3、浏览器firefox • 源端口( 16 位)：通信发送方使用的端口号 • 目标端口( 16 位)：通信接收方使用的端口号 • 序列号( 32 位)：用来确保数据可靠传输的唯一值 • 确认号( 32 位)：接收方在响应时发送的数值 • 数据偏移( 4 位)：标志数据包开始的位置，TCP 头部的长度 • SYN：(同步)发起连接的数据包：同步 SYN=1 表示这是一个连接请求或连接接受报文。 • ACK：(确认)确认收到的数据包：只有当 ACK=1 时，确认号字段才有效；当 ACK=0 时，确认号无效。 • RST：(重置)之前尝试的连接被关闭，(信号差，信号拥挤)：当 RST=1 时，表明 TCP 连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。 • FIN：(结束)连接成功，传输完毕之后，连接正在断开： 计算机网络实验4主要聚焦于TCP和UDP协议的分析，旨在帮助学生深入理解TCP报文的结构和通信机制。实验中，学生将利用头歌Linux虚拟机桌面系统、网络报文分析工具Wireshark以及Firefox浏览器来追踪和分析TCP应用的通信过程。 TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP报文头部包含多个关键字段，每个字段都有特定的作用： 1. **源端口和目标端口**：16位的源端口和目标端口分别标识发送和接收数据的进程。 2. **序列号**：32位的序列号用于确保数据的有序传输，每个字节的数据都有唯一的序列号。 3. **确认号**：接收方在响应时会发送一个32位的确认号，表示已接收的数据序列号。 4. **数据偏移**：4位的数据偏移指示TCP头部的长度，帮助定位数据部分的起始位置。 5. **标志字段**：包括SYN、ACK、RST、FIN等，用于控制TCP连接的状态和数据传输。 - SYN（同步）：在建立连接时设置为1，表示连接请求或连接接受。 - ACK（确认）：确认收到的数据，只有当ACK=1时，确认号才有效。 - RST（重置）：用于表示连接错误，如主机崩溃，需要释放连接并重新建立。 - FIN（结束）：表示数据传输完成，请求断开连接。 此外，TCP头部还有其他字段，如PSH（推送）、URG（紧急）、窗口大小、校验和和紧急指针等，分别用于数据的快速交付、紧急数据处理、流量控制和数据完整性检查。 TCP连接的建立是通过著名的“三次握手”过程： 1. 客户端发送带有SYN标志的TCP报文，初始化序列号。 2. 服务器响应，同时设置SYN和ACK标志，确认客户端的序列号，并分配自己的序列号。 3. 客户端再次回应，确认服务器的序列号，至此连接建立。 而TCP连接的关闭是“四次挥手”： 1. 主动关闭方发送FIN，表示不再发送数据。 2. 被动关闭方确认收到FIN，继续发送未完成的数据。 3. 被动关闭方发送FIN，表示数据传输完毕。 4. 主动关闭方确认收到FIN，连接完全关闭。 这个实验让学生亲手操作，通过Wireshark抓取和分析TCP报文，能够直观地理解TCP协议的工作原理，提高对网络通信的理解。