实验四、传输层协议分析
【实验目的】
1. 通过捕获TCP 包并进行分析，了解传输层协议的工作过程，加深对TCP 及面向连接 的服务的工作原理的理解与掌握，
2. 观察简单的TCP 流传输，理解其首部各字段的变化。 3. 理解UDP 数据报的传输特点。
【实验原理】
PC1 主动打开
连接请求
确认
PC2 被动打开 确认 确认
SYN，SEQ = x SYN,ACK,SEQ = y , ACK = x+1 ACK,SEQ = x+1,ACK = y +1 【实验内容】
1、查看分析TCP 链路管理
(1)、在PC2(192.168.2.24)中安装有FTP 服务端程序。 (2)、在PC1 中开启协议分析软件，进行数据包抓包。
(3)、在PC1 中的协议分析软件中利用工具栏中的TCP 连接工具对PC2 发起连接，如下图所示。
图 4-12 TCP连接工具
在IP地址中填入PC2地址192.168.2.24，端口填入FTP服务端口21，然后点击连接。 分析捕获到的三次握手报文。
图 4-13 三次握手第一次连接
查看上图TCP报文中的报头部分：
? 源端口：3241，由于发起连接的是客户端，因此源端口为TCP程序随机出的短暂端口，
在此连接中是3241。
? 目的端口：21，由于是向FTP服务发起连接，因此目的端口为FTP服务的熟知端口，为21。
? 序列号：0X732020CD，此序列号为TCP程序随机出的字节编号。 ? 确认序号：0X00000000，第一个发出的连接请求中，确认号为0。
? TCP首部长度：7，TCP首部长度包括TCP报头长度和数据长度，这个字段表示TCP报头长
度，其中20字节为标准TCP报头长度，另有8字节选项字段长度，选项字段中和服务器端协商了最大报文段长度。 ? 标识位：SYN位置1，只有TCP连接中三次握手第一次连接的报文段中SYN位置1。 ? 窗口大小：65535，默认大小。
? 校验和：0X5D64，校验和是对TCP报头、数据和伪首部进行计算得出的校验和。 ? 紧急指针：0，当紧急标识位置1时，此16位字段才有效，说明此时报文段中包含紧急数
据，紧急数据到达接受端后可以不按次序优先被接受程序处理。
TCP三次握手过程中第二个报文如下图所示。
图4-14 TCP三次握手第二个报文
查看上图中的TCP报头：
? 源端口：21，服务端的源端口为相关服务的熟知端口，FTP服务端口为TCP21。 ? 目的端口：3241，为客户端源端口复制过来得到。 ? 序列号：0X219DEAA0，为服务端随机计算出的字节序号。
? 确认序列号：0X732020CE，确认序列号的功能是对发送端数据进行确认，为发送端序号
0X732020CD+1得到。 ? TCP首部长度：7，包含20字节标准TCP首部长度和8字节选项长度。 ? 标志位：SYN位和ACK位置1，表示此报文为TCP三次握手的第二个报文。 ? 窗口大小：65535，为默认大小。
? 校验和：0X1115，TCP校验和为TCP首部、数据和伪首部三部分计算得出校验和。
? 紧急指针：0。
TCP三次握手第三个报文如下图所示。
图 4-15 TCP三次握手第三个报文
查看TCP三次握手第三个报文首部：
? 源端口：3241，同一个连接发送的数据，源端口保持不变。 ? 目的端口：21，对同一个服务发送的数据段中的目的端口保持不变。 ? 序列号：0X732020CE，为前一个数据段序列号加1。
? 确认序号：0X219DEAA1，由于此报文是对服务端发回的连接应答消息的确认，因此是上
一个报文序号0X219DEAA0加1。 ? TCP首部长度：5，标准TCP首部长度为5*4字节=20字节。 ? 标识位：TCP三次握手第三个报文段ACK位置1。 ? 窗口大小：65535，默认窗口大小。
? 校验和：0X7DD9，为TCP首部、数据、伪首部计算得出的校验和。
? 紧急指针：0，未使用紧急指针。
通过上面的TCP三次握手的报文，可以很清楚的分析出在TCP连接建立时，客户端和服务端所进行的工作。三次报文的重要区别在于标识位的不同，第一个报文，SYN位置1，第二个报文是对第一个报文的确认，SYN位置1，ACK位置1，第三个报文是确认报文，ACK位置1。 将三次握手的过程画出示意图并说明，并填写表中的信息
表4-1TCP 报头和数据信息列表
客户端 TCP连接建立阶段（控制连接） FTP服务器
SYN=(1),ACK=(0) ,FIN=(0) seq num(0X732020CD)
Port(21) Port(21)
ack num(0X00000000) SYN= (1),ACK=(1),FIN=(0)
seq num(0X219DEAA0) ack num(0X732020CE) SYN=(0),ACK=(1), FIN=(0) seq num(0X732020CE) ack num(0X219DEAA1)
2. 通过捕获DNS数据包分析其传输层UDP报头各字段含义并写出你捕获到的下列字段的数值（选做内容）
??端口号：4104 ??目的端口号：53 ??UDP总长度：53
【思考题】
1.TCP在建立连接时为什么需要3次握手，而断开连接是需要几次握手？
答：4次。
（1）客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送。
（2）服务器B收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。和SYN
一样，一个FIN将占用一个序号。
（3）服务器B关闭与客户端A的连接，发送一个FIN给客户端A。 （4）客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1
2.请举例说明日常应用中，哪些应用在传输层采用TCP，哪些应用在传输层采用UDP？
答：HTTP是用TCP传输的，像QQ文件传输或者PPLive是用UDP传输的。
3.UDP协议本身能否确认数据发送的先后顺序？
答：不可以。因为多个数据包发送到达目的地会发生顺序错乱，而TCP协议支持对乱
序包重组，但是UDP协议本身不支持重组