实验七-UDP和TCP

1、 南昌大学实验报告学生姓名： 吴长福 学 号： 8000114105 专业班级： 卓越141班 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 2016.12.15 实验成绩： 实验七（1） UDP协议【实验目的】1. 掌握UDP协议的报文格式2. 掌握UDP协议校验和的计算方法3. 了解DNS的工作原理【实验学时】建议4学时【实验环境配置】采用网络结构一服务器A17【实验原理】一.UDP报文格式     每个UDP报文称为一个用户数据报（User Datagram）。用户数据报分为两个部分：UDP首部和UDP数据区。 源端口 目的端口 报文长度 校验和

2、 数据 二.UDP单播与广播     在UDP单播通讯模式下，客户端和服务端之间建立一个单独的数据通道。 从一台服务端传送出的数据包只能由一个客户端接收。 众所周知，UDP协议是不可靠的，数据包可能在传输过程中丢失、重复、没有按照发送顺序到达， 而且作为UDP数据包，其大小还受限于数据包的最大上限。     在UDP广播通讯模式下，一个单独的数据包拷贝发送给网络上所有主机。 当不能明确具体的服务器，而又要求该服务时，UDP广播提供了传输不区分种类的消息的便捷方式。在多数情况下UDP广播仅仅作为本地网络通信形式。 受

3、限的广播地址是55。该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址，此时，主机可能还不知道它所在网络的网络掩码，甚至连它的IP地址也不知道。在任何情况下，路由器都不转发目的地址为受限广播地址的数据报，这样的数据报仅出现在本地网络中。 已知网络主机的IP地址和子网掩码，可以算得指向主机所在子网的广播。 子网广播地址 = （主机IP） “或” （子网掩码取反）。三. UDP校验和的计算下图给出了一个计算UDP校验和的例子。这里假定用户数据报的长度是15字节，因此要添加一个全0的字节。【实验步骤】练习一：编辑并发送UDP数据报1. 主机B编辑发送给主机C的UDP数据报，其中应

4、用选择“DNS”，源端口设为“1025”，报文数据大小设为“0”。2. 设置过滤条件（提取UDP协议），开始捕获数据。3. 停止捕获数据，在捕获到的数据中观察主机B所发送的数据报、以及主机C发出的数据报。主机B发出去的数据报：C发出去的数据报：4. 校验和应该为多少？手工计算校验和。5. 主机B编辑发送给服务器A的UDP数据报，其中应用选择“DNS”，源端口设为“1025”，报文数据大小设为“0”。6. 设置过滤条件（提取UDP协议）开始捕获数据。7. 停止捕获数据，在捕获到的数据中观察主机B所发送的数据报。练习二：UDP单播通信1. 服务器A的DNS服务缓存中，添加一条域名解析记录，域名“”

5、，地址“”。2. 主机B设置DNS为17，使用Web浏览器访问“”。3. 设置过滤条件（提取UDP协议），开始捕获数据。4. 停止捕获数据，在捕获到的数据中观察主机B所发送的数据报，并回答以下问题：目标IP地址为多少？1 源端口和目标端口分别为多少？源端口：1027目的端口：535. 在捕获到的数据中观察主机B所接收的数据报，并回答以下问题：源IP地址和目标IP地址为多少？源：1目的：1源端口和目标端口分别为多少？6. 根据对捕获报文观察，回答以下问题：UDP是基于连接的协议吗?  UDP报文交互中含有确认报文吗?不是，没有。练习三：UDP广播通信1.

6、清空主机B的DNS设置，使用Web浏览器访问“”。3. 设置过滤条件（提取UDP协议），开始捕获数据。4. 停止捕获数据，在捕获到的数据中观察主机B所发送的数据报，并回答以下问题：目标IP地址为多少？ 源端口和目标端口分别为多少？源端口：1030，目标端口：535. 在捕获到的数据中观察主机B所接收的数据报，并回答以下问题：源IP地址和目标IP地址为多少？源端口和目标端口分别为多少？ 源端口：1030，目标端口：53【思考问题】1. UDP和IP的不可靠程度是否相同？为什么是或为什么不是? UDP 和 IP 的不可靠程度是不相同的，因为 IP 仅检验首部，而 UDP 检验整个数据报。2. UD

7、P协议本身是否能确保数据报的发送和接收顺序?不能实验七（2） 传输控制协议TCP【实验目的】1. 掌握TCP协议的报文格式2. 掌握TCP连接的建立和释放过程3. 掌握TCP数据传输中编号与确认的过程4. 理解TCP重传机制【实验学时】建议4学时【实验环境配置】采用如下网络结构服务器A17【实验原理】一. TCP报文格式16位源端口号16位目的端口号32位序号32位确认序号4位首部长度保留（6位）URGACKPSHRSTSYNFIN16位窗口大小16位校验和16位紧急指针选项数据二. TCP连接的建立    TCP是面向连接的协议。 在面向连接的环境中，

8、开始传输数据之前，在两个终端之间必须先建立一个连接。对于一个要建立的连接，通信双方必须用彼此的初始化序列号seq和来自对方成功传输确认的应答号ack（指明希望收到的下一个八位组的编号）来同步，习惯上将同步信号写为SYN，应答信号写为ACK。      整个同步的过程称为三次握手，如图：三. TCP连接的释放    对于一个已经建立的连接，TCP使用四次握手来结束通话（使用一个带有FIN附加标记的报文段）， 如图：四. TCP重传机制     TCP每发送一个报文段，就对这个报

9、文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到期，但还没有收到确认，就要重传这一报文段。【实验步骤】练习一：察看TCP连接的建立和释放1. 进入仿真模式，设置过滤条件（提取TCP协议）。2. 主机B编辑发送给服务器A的TCP数据报，其中应用选择“HTTP”，源端口设为“1025”，报文数据大小设为“0”。 3. 在捕获的数据中，查找用于建立TCP连接的三次握手报文，填写下表。字段名称报文1报文2报文3 源IP目标IPSequence Number 13954411573695

10、0459411395441158Acknowledgement Number 013954411583695045942ACK比特位011SYN 比特位1104. 在捕获的数据中，查找用于断开TCP连接的四次握手报文，填写下表。字段名称报文4报文5报文6报文7源IP目标IPSequence Number 1395441158369504594236950459421395441159Acknowledgement Number 3695

11、045942139544115913954411593695045943ACK比特位1111SYN比特位1010结合步骤3、4所填的表，理解TCP的三次握手建立连接和四次握手的释放连接过程，理解序号、确认号等字段在TCP可靠连接中所起的作用。练习二：理解TCP数据包的编号与确认1. 主机B使用Web浏览器访问“”。 2. 设置过滤条件（提取TCP, HTTP协议），捕获数据。 停止捕获数据，在捕获到的数据中观察主机B所发送的报文，并回答以下问题：目标IP地址为多少？IP首部的协议字段值为多少？目的地址为：IP首部的协议字段值为：0x6 (代表tcp协议)

12、源端口和目标端口分别为多少？源端口：1026目的端口：80TCP首部中Sequence Number为多少？Acknowledgement Number为多少？哪些控制比特置为了1？Sequence num：0，ack num:0syn置为了1.3. 在捕获到的数据中观察主机B所接受的报文，并回答以下问题：目标IP地址为多少？IP首部的协议字段值为多少？目的地址为：IP协议字段的值为：0x6 (tcp) 源端口和目标端口分别为多少？源端口：80目的端口：1025TCP首部中Sequence Number为多少？Acknowledgement Number为多少？哪些控制比特

13、置为了1？ Sequence num:0ack num:1练习三：TCP的重传机制1. 关闭服务器A的HTTP服务。2. 主机B编辑发送给服务器A的TCP数据报，其中应用选择“HTTP”，源端口设为“1026”，报文数据大小设为“0”。3. 设置过滤条件（提取TCP协议），捕获数据。4. 停止捕获数据。查看捕获的报文，是否相同？为何有这种现象产生？相同，当服务器没有收到的时候，就会产生重传【思考问题】1. 试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。说明如不这样做可能会出现什么情况。 三次握手完成了两个重要的功能，一个是双方做好发送数据的准备工作，即双方都知道彼此已准备好，一个是允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。假如把三次握手改为两次握手，就会可能出现死锁的情况。如，计算机A和B之间的通信，假定B给A发送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分组。按照两次握手的协定，A认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，B在A的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A是否已准备好，不知道A建议什么样的序列号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，B认为连接还未建