第三次实验报告：使用Packet Tracer分析TCP连接建立过程

• 姓名：陈敏
• 班级：计算1813
• 学号：201821042003

目录

• 1 实验目的
• 2 实验内容
• 3. 实验报告
  • 3.1 建立网络拓扑结构
  • 3.2 配置参数
  • 3.3 抓包，分析TCP连接建立过程

1.实验目的

• 使用路由器连接不同的网络
• 使用命令行操作路由器
• 通过抓取HTTP报文，分析TCP连接建立的过程

2.实验内容

使用Packet Tracer，正确配置网络参数，通过抓取HTTP数据包，分析TCP连接建立过程。

• 建立网络拓扑结构
• 配置参数
• 抓包
• 分析数据包

3.实验报告

3.1 建立网络拓扑结构

网络拓扑图如下图所示：

 

3.2 配置参数

• 客户端的IP地址为192.168.1.03，默认网关为192.168.1.04
• 服务端的IP地址为192.168.2.03，默认网关为192.168.2.04
• 配置路由器参数，详细操作：

（1）打开路由器的CLI

（2）清除路由器上的现有配置

 

• Router>enable                                    # 进入特权执行模式

• Router#erase startup-config               # 清除路由器上的现有配置

• Router#configure terminal                  # 进入全局配置模式

• Router(config)#no ip domain-lookup  # 禁用DNS查找

（在实验环境中禁用DNS查找的目的是提高操作响应时间，因为键入错误的命令，路由器会把错误命令当成域名进行查找。）

 

（3）配置并激活端口

1.配置路由器名称

Router(config)#hostname R    #将路由器名称配置为R

2.配置G0/0和G0/1接口：

激活接口后，发现G0/0和G0/1的接口箭头由红变绿

 

• R(config)#interface G0/0   #配置G0/0接口

• R(config-if)#ip address 192.168.1.110 255.255.255.0   

• R(config-if)#no shutdown                               # 激活接口

 

3.配置路由算法

（1）启用动态路由

• R(config)# router rip

• R(config-router)#version   2 使用rip 2版本

• R(config-router)#no auto-summary   关闭自动路由汇总 

（2）指定网络（数据传过来需要查看路由表）

• R(config-router)#network 192.168.1.0

• R(config-router)#network 192.168.2.0

4.验证参数配置是否正确

（1）检验IP地址正确并且接口处于激活状态

         R#show ip interface brief

 

（2）查看路由表

         R#show ip route

 

 

（3）任意两台机器能ping成功

         R#ping 192.168.2.3 at PC

 

3.3 抓包，分析TCP连接建立过程

抓包：

TCP报文分析：

           客户端主动打开，发送请求报文段，首部同步位为SYN=1，选择一个初始序号seq=0（x）

           服务端收到连接请求，同意连接，向客户端发送确认。确认报文中SYN和ACK为1，确认号ack=1（x+1），同时为自己选择一个初始序号seq=0（y）

          客户端收到确认后，向服务端给出确认，确认报文段ACK=1，确认号ack=1（y+1）,seq=1(x+1);此时TCP连接已经建立，客户端进入已连接状态

 

         TCP报文格式

源端口：占2个字节，源端口和IP的作用是标记报文的返回地址。
目的端口：占2个字节，指明接收方计算机上的应用程序接口。

序号：占4个字节，是TCP可靠传输的关键部分。

确认序号：即ack，占4个字节，指明下一个期待收到的字节序号，表明该序号之前的所有数据已经正确无误的收到。

数据偏移：占4位，它指出TCP报文的数据距离TCP报文段的起始处有多远。

保留:为将来定义新的用途保留，一般置为0。

控制位：

　　URG：紧急指针标志。1：紧急指针有效；0：忽略紧急指针。
  ACK：确认序号标志。1：确认号有效；0：忽略确认号段。
  PSH：push标志。1：带有push标志的数据，表示接收方在接收到该报文后应尽快将这个报文段交给应用程序，而不是缓冲区排队。
  RST：重置连接标志。用于重置由于主机崩溃或其他原因而出现错误的连接。或者用于拒绝非法的报文段和拒绝连接请求。
  SYN：同步序号，用于建立连接过程，在连接请求中，SYN=1和ACK=0表示该数据段没有使用捎带的确认域，而连接应答捎带一个确认，即SYN=1和ACK=1。
  FIN：结束标志，用于释放连接，为1时表示发送方已经没有数据发送了，即关闭本方数据流。
窗口：滑动窗口大小，用来告知发送端接收端的缓存大小，以此控制发送端发送数据的速率，从而达到流量控制。

校验和：奇偶校验，此校验和是针对整个TCP报文段的，包括TCP报头和TCP报文数据段，以2个字节进行计算所得。

紧急指针：只有当URG标志置1时紧急指针才有效，TCP的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。

选项和填充：最常见的可选字段是最长报文大小，它表示本端所能接受的最大报文段的长度。

数据部分：TCP报文段中的数据部分是可选的。

 

         TCP连接建立示意图

为什么连接建立需要第三次握手？

答：PC端向服务器发送连接请求时，可能出现意外而无法正常送到，当其到达服务器时属于无效报文，但服务器仍然会发出确认应答的报文，若没有三次握手，则连接建立成功，服务器会等待这一无效连接发送数据，造成资源浪费。若采用三次握手，则PC端不会再向服务器发送发送确认应答信息，连接不会被建立。