《计算机网络实验》实验报告 实验名称： 传输控制协议(TCP)
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专 业： 班 级：姓 名：
学 号： 成 绩：
指导教师： 卢 正 添
提交报告时间： 2012年 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
月3 5日
3. 掌握TCP数据传输中编号与确认的过程 4. 掌握TCP协议校验和的计算方法 5. 理解TCP重传机制 实验环境配置
该实验采用网络结构一 实验步骤
练习一
1. 主机B、C、D启动协议分析器进行数据捕获,并设置过滤条件（提取TCP协议）。
2. 主机C打开TCP工具，类型选择“服务器”，端口填写大于1024的值；点击“创建”，如
果端口被占用则选择其它。主机A打开TCP工具，类型选择“客户端”，地址填入主机C的IP地址；在端口填入主机C的TCP工具监听的端口；点击[连接]按钮进行连接。 3. 察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表。
CP连接建立时，前两个报文的首部都有一个“maximum segment size”字段，它的值是多少？作用是什么？结合IEEE802.3协议规定的以太网最大帧长度分析此数据是怎样得出的。 maximum segment size=1460
4.主机A断开与主机C的TCP连接。
5.察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表。
字段名称 序列号 确认号 ACK SYN 报文1 报文2 报文3 2840237879 2222245451 2024445719 1399549876 0 1 0 0 1 0 1 0 报文7 1645141354 1239747435 1 0
字段名称 报文4 报文5 报文6 序列号 1645141353 1239747434 1239747434 确认号 1239747334 1645141354 1645141354 ACK FIN 1 0 1 0 1 0
练习二
? 本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组，现仅以主机A和
B为例，说明实验步骤。
? 在本实验中由于TCP连接有超时时间的限制，故仿真编辑器和协议分析器的两位同学要默契配
合，某些步骤（如计算TCP校验和）要求熟练、迅速。
? 为了实现TCP三次握手过程的仿真，发送第一个连接请求帧之前，仿真端主机应该使用“仿真 编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能来防止系统干扰（否则计算机系统的网络会对该请
求帧的应答帧发出拒绝响应）。 ? 通过手工编辑TCP数据包实验，要求理解实现TCP连接建立、数据传输以及断开连接的全过程。
在编辑的过程中注意体会TCP首部中的序列号和标志位的作用。
首先选择服务器主机上的一个进程作服务器进程，并向该服务器进程发送一个建立连接请求报文,对应答的确认报文和断开连接的报文也编辑发送。其步骤如下：
1. 主机B启动协议分析器捕获数据，设置过滤条件（提取HTTP协议）。
2. 主机A上启动仿真编辑器，在界面初始状态下，程序会自动新建一个单帧，可以利用仿真
编辑器打开时默认的以太网帧进行编辑。 3. 填写该帧的以太网协议首部，其中：
源MAC地址：主机A的MAC地址。 目的MAC地址：服务器的MAC地址。 协议类型或数据长度：0800（IP协议）。 4. 填写IP协议头信息，其中：
高层协议类型：6（上层协议为TCP）。 总长度：40（IP首部+TCP首部）。 源IP地址：主机A的IP地址。
目的IP地址：服务器的IP地址(172.16.0.10)。 其它字段任意。
应用前面学到的知识计算IP首部校验和。 5. 填写TCP协议信息，其中：
源端口：任意大于1024的数，不要使用下拉列表中的端口。 目的端口：80（HTTP协议）。
序列号：选择一个序号ISN（假设1942589885），以后的数据都按照这个来填。 确认号：0。
首部长度和标志位：5002（即长度20字节，标志SYN=1）。 窗口大小：任意。 紧急指针：0。
使用协议仿真编辑器的“手动计算”方法计算校验和；再使用协议仿真编辑器的“自动计算”方法计算校验和。将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。
? TCP在计算校验和时包括哪些内容？
6. 将设置完成的数据帧复制3份。
修改第二帧的TCP 层的“首部长度和标志”位为5010（即标志位ACK=1），TCP层的“序号”为1942589885+1。修改第三帧的TCP层的“首部长度和标志”位为5011（即标志位ACK=1、FIN=1），TCP层的“序号”为1942589885+1。在发送该TCP连接请求之前，先ping 一次目标服务器，让目标服务器知道自己的MAC地址。
7. 在发送该TCP连接请求之前，先ping 一次目标服务器，让目标服务器知道自己的MAC地
址。
8. 使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能，为TCP\\IP协议栈过滤掉收到的
TCP数据。
9. 点击菜单栏中的“发送”按钮，在弹出对话框中选择发送第一帧。
10. 在主机B上捕获相应的应答报文，这里要求协议分析器一端的同学及时准确地捕获应答报
文并迅速从中获得应答报文的接收字节序号，并告知仿真编辑器一端的同学。 11. 我们假设接收字节序号为：3246281765，修改第二帧和第三帧的TCP层的“ACK确认序号”
的值：3246281766。
12. 计算第二帧的TCP校验和，将该帧发送。对服务器的应答报文进行确认。 13. 计算第三帧的TCP校验和，将该帧发送。
14. 在主机B上观察应答报文，要及时把最后一帧“序列号”告知协议编辑器一端的同学。 15. 修改第四帧的TCP层“确认号”为接收的序列号+1（即3246281767）。
16. 计算第四帧的TCP校验和，将该帧发送。断开连接，完成TCP连接的全过程。 17. 协议分析器一端截获相应的请求及应答报文并分析，注意观察“会话分析”中的会话过程。 18. 仿真端主机使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢复正常网络功能。
练习三
本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。
1. 主机B启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取TCP协议）。
2. 主机A启动仿真编辑器，进入TCP连接视图。在“服务器信息/IP地址”中填入主
机B的IP地址；使用“端口扫描”获取主机B的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机B的一个TCP端口(大于1024)；点击“连接”按钮进行连接。 3. 主机A向主机B发送一条信息。
4. 主机B使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能，过滤掉接收到的TCP
数据。
5. 主机A向主机B再发送一条信息。
6. 主机B刷新捕获显示，当发现“会话分析视图”中有两条以上超时重传报文后，使
用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/停止屏蔽”功能，恢复正常网络功能。 7. 主机A向主机B再发送一条信息，之后断开连接。
8. 主机B停止捕获数据。依据“会话分析视图”显示结果，绘制本练习的数据报交互
图。
思考问题
1. 试用具体例子说明为什么传输连接建立时要使用三次握手。如不这样做可能会出现
什么情况。
答：我们知道，3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好），也要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。
现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机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认为连接还未建立成功，将忽略A发来的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。而A在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。
2. 使用TCP对实时话音数据的传输有什么问题？使用UDP在传送数据文件时会有什么
问题？
答：1.如果语音数据不是实时播放（边接受边播放）就可以使用TCP，因为TCP传输可靠。接收端用TCP讲话音数据接受完毕后，可以在以后的任何时间进行播放。但假定是实时传输，则必须使用UDP。
2.UDP不保证可靠交付，但UCP比TCP的开销要小很多。因此只要应用程序接受这样的服务质量就可以使用UDP。
3. TCP在进行流量控制时是以分组的丢失作为产生拥塞的标志。有没有不是因拥塞而
引起的分组丢失的情况？如有，请举出三种情况。
答：当IP数据报在传输过程中需要分片，但其中的一个数据报未能及时到达终点，而终点组装IP数据报已超时，因而只能丢失该数据报；IP数据报已经到达终点，但终点的缓存没有足够的空间存放此数据报；数据报在转发过程中经过一个局域网的网桥，但网桥在转发该数据报的帧没有足够的差错空间而只好丢弃。
传输控制协议(TCP)
