TCPIP协议进行数据传输

摘要：阐述了在NI LabView平台上结合TCP/IP协议进行数据传输的工作方法，并给出对工业现场数据采集传送与监控的仿真实例。

关键词：TCP/IP；虚拟仪器；LabView

1、引言

在现代仪器系统中，计算机已经与仪器结合得非常紧密，已成为整个系统的核心，许多传统仪器正在逐渐被计算机部分、甚至全部取代。粗略地说这种结合有两种方式：一种是将计算机装入仪器;另一种方式是将仪器装入计算机，即以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式，其实质就是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。美国NI公司的LabVIEW就是目前在这一领域内使用较为广泛的计算机语言。

随着计算机网络的发展，虚拟仪器与Internet技术的结合为虚拟仪器网络化、工业现场远程测控提供了更好的实现平台[1]。本文介绍在LabView开发平台上结合TCP/IP技术实现远程数据采集传输系统。

2、LabView简介

LabView广泛应用于数据采集与控制、信号处理以及数据表达等方面，它提供了一种全新的编程方法，即对软件对象“虚拟仪器（VI）”进行图形化的组合操作[2] [3]。LabView 程序的执行顺序是按数据流的方式确定的，可以实现多任务的并行。

LabView的程序由前面板（frontpanel）和流程图（blockdiagram）两部分组成，整个程序是基于多线程的设计，前面板和流程图各占用一个线程。前面板是LabView程序的图形用户接口，此接口集成了用户输入，并显示程序的输出，相当于传统仪器的面板。流程图包含虚拟仪器程序的图形化源代码，编程控制和定义在前面板上的输入和输出功能。在虚拟仪器设计中，从控制模板中选取所需的控制及显示对象构建出仪器的操作面板;在功能模板中选取适当的功能模块并进行必要的连接与设置，制作控制流程图，完成所设计仪器应具有的功能，程序的模块化与层次化更为直观。

3、TCP技术

TCP/IP协议体系是目前最成功、使用最频繁的Intranet/Internet协议[5]。作为一个流行的工业标准，TCP/IP技术有着良好的实用性和开放性。它定义了网络层的网际互连协议IP，传输层的传输控制协议TCP、用户数据协议UDP，等等。基于TCP/IP技术可以架构各种Web服务，如邮件传输SMTP、文件传输FTP，以及利用超文本传输协议HTTP实现动态网页发布[5]和网络浏览。

在数据传输中，TCP/IP网络通过提供通用网络服务，使得具体网络技术对用户或应用程序透明，从而将具体通信问题从网络细节中解放出来，使网络应用更加灵活方便。体现到Labview应用中，我们可以直接调用TCP模块完成流程编写，而无需过多考虑网络的底层实现。

协议结构上，TCP/IP体系利用基于无连接传输的IP协议，具体表现为IP地址，来区分网络中不同的数据站点。同时提供了两种传输方式：传输控制协议（TCP）为典型的传输大量数据或需要接收数据许可的应用程序提供面向连接和可靠的通信;用户数据协议（UDP）提供无连接的通信，典型的即时传输少量数据的应用程序使用UDP。

根据IP协议内容和TCP的报文格式（图1），数据传输需确定各主机的IP地址及通信的源端口号、目标端口号，也即通常所称套接字Socket，从而实现端口对端口基础上的面向连接的数据通信。

相对于其他网络协议，TCP/IP这种端对端的传输具有两大优点。第一， TCP/IP跟其它协议相比，显得简洁清晰。利用通用接口，实现方便。第二，TCP/IP的效率相当高。TCP/IP 的IP协议是“尽力传递”方式，只有TCP层为保证传输可靠性而做必要的工作，这样的工作模式在物理网络可靠的环境下传输效率相当高，同时TCP实现的端对端连接也有效的保证了传输的正确率。

本文利用TCP、IP协议实现各数据采集点与处理主机的连接。

4、Labview中TCP传输的实现

在Labview中可以利用已发布的TCP VI及相关子例程设计实现TCP通信[4]。此前需要在通信的计算机正确安装TCP/IP协议簇。在已接入Internet/Intranet的Windows/Unix 系统中，TCP/IP协议是内置的;若是新接入的计算机系统，须确保TCP/IP正确的安装和设置，同时保证通信所需的源端口/目标端口开放。

由于实现的是把各数据点的数据汇总到处理主机，设计上采用服务器/客户端通信模式，VI程序分成两部分：处理主机工作在Server模式，完成数据接受，并提供接口用于数据的相关后续处理;数据点计算机工作于Client模式，实现数据传送。

设计其工作模式：

（1） Server主机处于工作状态，并监听通信端口，等待Client发送的连接请求;

（2） Client计算机开启TCP连接;

（3） Server主机响应并建立数据传输通道;

（4）连接过程判断网络错误，若有则中断连接;

（5）数据传输，利用VI模块TCP read/write完成;

（6）传输完毕中断连接。

设计过程调用到LabView提供基于TCP连接的VI函数模块如图2所示，可以在blockdiagram中直接应用。

以下为根据此工作模式设计的数据传输实例。为通用起见，Client端所用数据为正弦波发生器产生。通信过程引入错误检测机制，可以对传输过程的错误进行判断，方便管理，也可以针对不同应用屏蔽相关网络错误。

（图3 Server 端流程图）

（图4 Client端流程图）

从工作情况看，Server端能够正确接收Client端的数据并能实时输出，工作延时只受网络条件影响，说明本方法成功实现数据TCP传送，完全可以应用到分布式的现场监控中。

（图5 Client工作过程面板显示）

（图6 Server工作过程面板显示）

5、总结

在远程测控中，由于存在数据采集点多级分散，数据的采集与传输通常需要专用的网络，花费较大。本方法利用现存的Intranet/Internet网络可以有效提高资源的使用率、削减应用成本，而实现采用面向连接的传输模式，更能保证数据传送的正确性。由于采用开放性的协议，应用中可以利用LabView的内嵌的Web Server发布[3]，方便各地工程师了解处理结果

网络协议报文格式大集合

可编辑目录 1 序、 (2) 1.1 协议的概念 (2) 1.2 TCP/IP体系结构 (2) 2 链路层协议报文格式 (2) 2.1 Ethernet报文格式 (2) 2.2 802.1q VLAN数据帧(4字节） (3) 2.3 QinQ帧格式 (4) 2.4 PPP帧格式 (4) 2.5 STP协议格式 (5) 2.5.1 语法 (5) 2.5.2 语义 (6) 2.5.3 时序 (8) 2.6 RSTP消息格式 (9) 2.6.1 语法 (9) 2.6.2 语义 (11) 2.6.3 时序 (13) 3 网络层协议报文 (14) 3.1 IP报文头 (14) 3.2 ARP协议报文 (16) 3.2.1 语法 (16) 3.2.2 语义 (17) 3.2.3 时序 (17) 3.3 VRRP协议报文 (18) 3.3.1 语法 (18) 3.4 BGP协议报文 (19) 3.4.1 语法 (19) 3.4.2 语义 (25)

1 序、 1.1 协议的概念协议由语法、语义和时序三部分组成：语法：规定传输数据的格式；语义：规定所要完成的功能；时序：规定执行各种操作的条件、顺序关系； 1.2 TCP/IP体系结构 TCP/IP协议分为四层结构，每一层完成特定的功能，包括多个协议。本课程实验中相关协议的层次分布如附图3-1所示。图1-1TCP/IP协议层次这些协议之间的PDU封装并不是严格按照低层PDU封装高层PDU的方式进行的，附图3-2显示了Ethernet帧、ARP分组、IP分组、ICMP报文、TCP报文段、UDP数据报、RIP报文、OSPF报文和FTP报文之间的封装关系。图1-2各协议PDU间的封装关系 2 链路层协议报文格式 2.1 Ethernet报文格式最新的IEEE 802.3标准（2002年）中定义Ethernet帧格式如下：

http协议请求响应报文格式及状态码详解

HTTP协议报文格式 HTTP协议（Hypertext Transfer Protocol――超文本传输协议）浏览器端（客户端）向WEB 服务器端访问页面的过程和HTTP协议报文的格式。基于HTTP协议的客户机访问包括4个过程，分别是建立TCP套接字连接、发送HTTP请求报文、接收HTTP应答报文和关闭TCP套接字连接： 1. 创建TCP套接字连接客户端与WEB服务器创建TCP套接字连接，其中WEB端服务器的地址可以通过域名解析确定，WEB端的套接字侦听端口一般是80。 2. 发送HTTP请求报文客户端向WEB服务端发送请求报文，HTTP协议的请求报文格式为：请求消息= 请求行（实体头信息）CRLF[实体内容] 请求行= 方法URL HTTP版本号CRLF 方法= GET|HEAD|POST|扩展方法 URL = 协议名称＋宿主名＋目录与文件名其中"CRLF"表示回车换行。 "请求行"中的"方法"描述了对指定资源执行的动作，常用的方法"GET"、"HEAD"和"POST"等3种，它们的含义如表15-8所示：请求报文一个HTTP请求报文由请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据4个部分组成，下图给出了请求报文的一般格式。（1）请求行请求行由请求方法字段、URL字段和HTTP协议版本字段3个字段组成，它们用空格分隔。例如，GET /index.html HTTP/1.1。 HTTP协议的请求方法有GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT。这里介绍最常用的GET方法和POST方法。 GET：当客户端要从服务器中读取文档时，使用GET方法。GET方法要求服务器将URL定位的资源放在响应报文的数据部分，回送给客户端。使用GET方法时，请求参数和对应的值附加在URL后面，利用一个问号（“?”）代表URL的结尾与请求参数的开始，传递参数长度受限制。例如，/index.jsp?id=100&op=bind。POST：当客户端给服务器提供信息较多时可以使用POST方法。POST方法将请求参数封装在HTTP请求数据中，以名称/值的形式出现，可以传输大量数据。表15-8 HTTP请求方法

实验六TCP报文段的格式及协议分析

实验六TCP报文段的格式及协议分析【实验目的】 1、分析TCP报文段的格式； 2、了解TCP报文段首部结构以及各个字段的内容及其作用； 3、通过观察TCP协议的交互掌握TCP连接建立、数据传输、连接释放的过程。【实验内容】 1、分析TCP报文段的结构，熟悉各个字段的内容、功能、格式和取值范围； 2、编辑TCP报文段首部各字段的内容； 3、单个或批量发送已经编辑好的TCP报文段； 4、分析TCP协议的交互过程。【实验原理】 TCP TCP 序号：占4 字段的值指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。确认号：占4个字节，是期望收到对方下一个报文段的数据的第一个字节的序号。数据偏移：占4 bit，它指出报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。实际上就是TCP报文段首部的长度。保留：占6 bit，保留为今后使用。紧急比特URG：当URG=1时，表明紧急指针有效。它告诉系统报文段中有紧急数据，应尽快传送。

确认比特ACK：ACK=1时确认号字段才有效，ACK=0时确认号字段无效。推送比特PUSH：接收方接收到PUSH=1的报文段时会尽快的将其交付给接收应用进程，而不再等到整个接收缓存都填满后再向上交付。复位比特RST：当RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接。复位比特还用来拒绝一个非法的报文段或拒绝打开一个连接。同步比特SYN：在连接建立时用来同步序号。当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。对方若同意建立连接，应在响应的报文段中使SYN=1和ACK=1。因此，SYN=1就表示这是一个连接请求或连接接收报文。终止比特FIN：当FIN=1时，表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。窗口：占2个字节，用来控制对方发送的数据量，单位是字节，指明对方发送窗口的上限。校验和：占2个字节，校验的范围包括首部和数据两个部分，计算校验和时需要在报文段前加上12字节的伪首部。紧急指针：占2个字节，指出本报文段中紧急数据最后一个字节的序号。只有当紧急比特URG=1时才有效。选项：长度可变。TCP只规定了一种选项，即最大报文段长度MSS (Maximum Segment Size)。

TCPIP协议格式

通过连接实例解读TCP/IP协议最近狂补基础，猛看TCP/IP协议。不过，书上的东西太抽象了，没有什么数据实例，看了不久就忘了。于是，搬来一个sniffer，抓了数据包来看，呵呵，结合书里面得讲解，理解得比较快。我就来灌点基础知识。开始吧，先介绍IP协议。 IP协议（Internet Protocol）是网络层协议，用在因特网上，TCP，UDP，ICMP，IGMP数据都是按照IP数据格式发送得。IP协议提供的是不可靠无连接得服务。IP数据包由一个头部和一个正文部分构成。正文主要是传输的数据，我们主要来理解头部数据，可以从其理解到IP协议。 IP数据包头部格式（RFC791） Example Internet Datagram Header 上面的就是IP数据的头部格式，这里大概地介绍一下。 IP头部由20字节的固定长度和一个可选任意长度部分构成，以大段点机次序传送，从左到右。 TCP协议 TCP协议（TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL）是传输层协议，为应用层提供服务，和UDP不同的是，TCP协议提供的可靠的面向连接的服务。在RFC793中是基本的TCP描述。关于TCP协议的头部格式内容的说明： TCP Header FORMat

TCP Header FORMat 跟IP头部差不多，基本的长度也是20字节。TCP数据包是包含在一个IP数据报文中的。好了，简单介绍到此为止。来看看我捕获的例子吧。这是一次FTP的连接，呵呵，是cuteftp默认的cuteftp的FTP站点，IP地址是：216.3.226.21。我的IP地址假设为:192.168.1.1。下面的数据就是TCO/IP连接过程中的数据传输。我们可以分析TCP/IP协议数据格式以及TCP/IP连接的三次握手（ThreeWay-Handshake）情况。下面的这些十六进制数据只是TCP/IP协议的数据，不是完整的网络通讯数据。第一次，我向FTP站点发送连接请求（我把TCP数据的可选部分去掉了） 192.168.1.1->216.3.226.21 IP头部： 45 00 00 30 52 52 40 00 80 06 2c 23 c0 a8 01 01 d8 03 e2 15 TCP头部：0d 28 00 15 50 5f a9 06 00 00 00 00 70 02 40 00 c0 29 00 00 来看看IP头部的数据是些什么。第一字节，“45”，其中“4”是IP协议的版本（Version），说明是IP4。“5”是IHL位，表示IP头部的长度，是一个4bit字段，最大就是1111了，值为12，IP头部的最大长度就是60字节。而这里为“5”，说明是20字节，这是标准的IP头部长度，头部报文中没有发送可选部分数据。接下来的一个字节“00”是服务类型（Type of Service）。这个8bit字段由 3bit的优先权子字段（现在已经被忽略），4 bit的TOS子字段以及1 bit的未用字段（现在为0）构成.4 bit的TOS子字段包含：最小延时、最大吞吐量、最高可靠性以及最小费用构成，这四个1bit位最多只能有一个为1，本例中都为0，表示是一般服务。接着的两个字节“00 30”是IP数据报文总长，包含头部以及数据，这里表示48字节。这48字节由20字节的IP头部以及28字节的TCP头构成（本来截取的TCP头应该是28字节的，其中8字节为可选部分，被我省去了）。因此目前最大的IP数据包长度是65535字节。再是两个字节的标志位（Identification）：“5252”，转换为十进制就是21074。这个是让目的主机来判断新来的分段属于哪个分组。下一个字节“40”，转换为二进制就是“0100 0000”，其中第一位是IP协议目前没有用上的，为0。接着的是两个标志DF和MF。DF为1表示不要分段，MF

计算机网络使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包样本

计算机网络使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包样本计算机网络使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包广州大学学生实验报告开课学院及实验室:计算机科学与工程实验室11月月28日学院计算机科学与教育软件学院年级//专业//班姓名学号实验课程名称计算机网络实验成绩实验项目名称使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包指导老师熊伟一、实验目的 (1)熟悉ethereal的使用 (2)验证各种协议数据包格式 (3)学会捕捉并分析各种数据包。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。二、实验环境1．MacBook Pro2．Mac OS3..Wireshark 三、实验内容，验证数据帧、IP数据报、TCP数据段的报文格式。，，分析结果各参数的意义。器，分析跟踪的路由器IP是哪个接口的。对协议包进行分析说明，依据不同阶段的协议出分析，画出FTP 工作过程的示意图a..地址解析ARP协议执行过程b.FTP控制连接建立过程c.FTP用户登录身份验证过程本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。

文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 d.FTP数据连接建立过程 e.FTP数据传输过程 f.FTP连接释放过程（包括数据连接和控制连接），回答以下问题:a..当访问某个主页时，从应用层到网络层，用到了哪些协议?b.对于用户请求的百度主页（），客户端将接收到几个应答报文??具体是哪几个??假设从是本地主机到该页面的往返时间是RTT，那么从请求该主页开始到浏览器上出现完整页面，一共经过多长时间??c.两个存放在同一个服务器中的截然不同的b Web页（例如，，和d.假定一个超链接从一个万维网文档链接到另一个万维网文档，由于万维网文档上出现了差错而使超链接指向一个无效的计算机名，这时浏览器将向用户报告什么?e.当点击一个万维网文档时，若该文档除了次有文本外，，那么需要建立几次TCP连接和个有几个UDP过程?本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。析，分析ARP攻击机制。（选做），事实上，TCP开始发送数据时，使用了慢启动。利察用网络监视器观察TCP的传输和确认。在每一确认到达之后，慢启动过程中发生了什么?（选做），，TCP 必须准备重发初始段（用于打开一个连接的一个段）。 TCP应等多久才重发这一段?TCP应重发多少次才能宣布它不能打开一个连接?为找到结果尝试向一个不存在的地址打开一个连接，并使用网络监视器观察TCP的通信量。

HTTP协议分析

HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。它于1990年提出，经过几年的使用与发展，得到不断地完善和扩展。目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版，HTTP/1.1的规范化工作正在进行之中，而且HTTP-NG(Next Generation of HTTP)的建议已经提出。 HTTP协议的主要特点可概括如下： 1.支持客户/服务器模式。 2.简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、H EAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。 3.灵活： HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。 4.无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。 5.无状态： HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。一、HTTP协议（URL）

http（超文本传输协议）是一个基于请求与响应模式的、无状态的、应用层的协议，常基于TCP的连接方式，HTTP1.1版本中给出一种持续连接的机制，绝大多数的Web开发，都是构建在HTTP协议之上的Web应用。 HTTP URL (URL是一种特殊类型的URI，包含了用于查找某个资源的足够的信息)的格式如下： http: //host[": "port][abs_path] 二、HTTP协议的请求 http请求由三部分组成，分别是：请求行、消息报头、请求正文 1、请求行以一个方法符号开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本，格式如下： Method Request-URI HTTP-Version CRLF 其中Method表示请求方法；Request-URI是一个统一资源标识符；HTTP-Version表示请求的HTTP协议版本；CRLF表示回车和换行（除了作为结尾的CRLF外，不允许出现单独的CR或LF字符）。请求方法（所有方法全为大写）有多种，各个方法的解释如下： GET 请求获取Request-URI所标识的资源 POST 在Request-URI所标识的资源后附加新的数据 HEAD 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头 PUT 请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识

基于tcpip协议的Modbus

基于tcp/ip协议的modbus 业以太网与Modbus TCP/IP 一以太网的标准以太网是一种局域网。早期标准为IEEE802.3，数据链路层使用CSMA/CD，10Mb/s 速度物理层有： (1)10Base5粗同轴电缆，RG-8，一段最长为500m； (2)10Base2细同轴电缆，RG-58，一段最长为185m； (3)10Base T双绞线，UTP或STP，一段最长为100m。快速以太网为100Mb/s，标准为802.3a，介质为100Base Tx双绞线、100Base Fx光纤。目前10/100M以太网使用最为普遍，很多企事业用户已实现100M到以太网桌面，确实体验到高速“冲浪”的快感，另外从距离而言，非屏蔽双绞线(UTP)为100m，多模光纤可达2～3km，单模光纤可大于100km。千兆以太网1000Mb/s为802.3z/802.3ab，万兆以太网10Gb/s 为802.3ae，将为新一轮以太网的发展带来新的机遇与冲击。二工业以太网与商用以太网的区别什么是工业以太网？技术上，它与IEEE802.3兼容，故从逻辑上可把商用网和工业网看成是一个以太网，而用户可根据现场情况，灵活装配自己的网络部件，但从工业环境的恶劣和抗干扰的要求，设计者希望采用市场上可找到的以太网芯片和媒介，兼顾考虑下述工业现场的特殊要求：首先要考虑高温、潮湿、振动；二是对工业抗电磁干扰和抗辐射有一定要求，如满足EN50081-2、EN50082-2标准，而办公室级别的产品未经这些工业标准测试，表1列出了一些常用工业标准。为改善抗干扰性和降低辐射，工业以太网产品多使用多层线路板或双面电路板，且外壳采用金属如铸铝屏蔽干扰；三是电源要求，因集线器、交换机、收发器多为有源部件，而现场电源的品质又较差，故常采用双路直流电或交流电为其供电，另外考虑方便安装，工业以太网产品多数使用DIN导轨或面板安装；四是通信介质选择，在办公室环境下多数配线使用UTP，而在工业环境下推荐用户使用STP(带屏蔽双绞线)和光纤。

TCPIP等协议报文格式

TCP/IP等协议报文格式应用层（Application） HTTP、Telnet、FTP、SNMP、SMTP 传输层（transport） TCP、UDP 网间层（Internet） IP-ARP、RARP、ICMP 网络接口层（NETwork）Ethernet、X.25、SLIP、PPP 以太网数据报文封装格式 TCP报文 TCP数据区 TCP IP报文 IP数据区 IP 帧头帧数据区

ETH 前导目的地址源地址帧类型数据 CRC 长度 8 6 6 2 46~1500 4 用户填充数据60~1514 8字节前导用于帧同步，CRC用于帧校验，此2类数据可由网卡芯片自动添加。目的地址和源地址是指网卡的物理地址，即MAC地址，多数情况下具有唯一性。帧类型或协议类型——0X0806为ARP协议，0X0800为IP协议。 ARP/RARP (地址解析/反向地址解析)报文格式 0~7

8~15 16~23 24~31 硬件协议协议类型硬件地址长度协议地址长度操作发送者硬件地址（字节0~3）发送者硬件地址（字节4~5）发送者IP地址（字节0~1）发送者IP地址（字节2~3）目的硬件地址（字节0~1）目的硬件地址（字节2~5）目的IP地址（字节0~3）硬件类型——发送者本机网络接口类型（以太网=1）协议类型——发送者所提供/请求的高级协议地址类型（IP协议=0x0800）操作——ARP请求=1，ARP响应=2，RARP请求=3，RARP响应=4

IP数据报头格式如下表0~3 4~7 8~11 12~15 16~18 19~31 4位版本 4位包头长度 8位服务类型（TOS） 16位总长度 16位标识号（ID号） 3位 Flag 13位片偏移 8位生存时间 8位协议类型 16位

TCP报文段的格式与协议分析

实验六TCP 报文段的格式及协议分析【实验目的】 1、分析 TCP 报文段的格式； 2、了解 TCP 报文段首部结构以及各个字段的内容及其作用； 3、通过观察 TCP 协议的交互掌握TCP 连接建立、数据传输、连接释放的过程。【实验内容】 1、分析 TCP 报文段的结构，熟悉各个字段的内容、功能、格式和取值范围； 2、编辑 TCP 报文段首部各字段的内容； 3、单个或批量发送已经编辑好的TCP 报文段； 4、分析 TCP 协议的交互过程。【实验原理】 TCP 是 TCP/IP 体系中面向连接的运输层协议，提供全双工的和可靠交付的服务。TCP 报文段的格式如下图所示： 32 bit 源端口目的端口 TCP 首部数据偏移序号确认号20 字节保留 U A P R S F 窗口 R C S S Y I G K HTNN 检验和紧急指针选项和填充数据源端口和目的端口：各占 2 个字节，是运输层与应用层的服务接口。序号：占 4 个字节。 TCP 连接传送的数据流中的每一个字节都被编上一个序号。首部中序号字段的值指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。确认号：占 4 个字节，是期望收到对方下一个报文段的数据的第一个字节的序号。数据偏移：占 4 bit，它指出报文段的数据起始处距离TCP 报文段的起始处有多远。实际上就是 TCP 报文段首部的长度。保留：占 6 bit ，保留为今后使用。紧急比特 URG ：当 URG=1 时，表明紧急指针有效。它告诉系统报文段中有紧急数据，应尽快传送。

确认比特 ACK ：ACK=1 时确认号字段才有效， ACK=0 时确认号字段无效。推送比特 PUSH ：接收方接收到 PUSH=1 的报文段时会尽快的将其交付给接收应用进程，而不再等到整个接收缓存都填满后再向上交付。复位比特 RST ：当 RST=1 时，表明 TCP 连接中出现严重差错，必须释放连接。复位比特还用来拒绝一个非法的报文段或拒绝打开一个连接。同步比特 SYN ：在连接建立时用来同步序号。当 SYN=1 而 ACK=0 时，表明这是一个连接请求报文段。对方若同意建立连接，应在响应的报文段中使 SYN=1 和 ACK=1 。因此，SYN=1 就表示这是一个连接请求或连接接收报文。终止比特 FIN ：当 FIN=1 时，表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。窗口：占 2 个字节，用来控制对方发送的数据量，单位是字节，指明对方发送窗口的上限。校验和：占 2 个字节，校验的范围包括首部和数据两个部分，计算校验和时需要在报文段前加上 12 字节的伪首部。紧急指针：占 2 个字节，指出本报文段中紧急数据最后一个字节的序号。只有当紧急比特 URG=1 时才有效。选项：长度可变。 TCP 只规定了一种选项，即最大报文段长度 MSS (Maximum Segment Size) 。 TCP 连接建立的过程如下图所示：主机 A 主机 B 主动打开 SY N , S EQ = x 被动打开 SYN , S E Q = y , A CK = x 1 确认确认 A CK = y 1 TCP 连接释放的过程如下图所示：主机 A 主机 B 应用进程 F IN , SEQ = x 通知主机释放连接应用进程 A C K = x 1 FIN , SEQ = y , A CK = x + 1 应用进程释放连接 A CK = y 1

常见网络协议报文格式汇总

附件：报文格式 1.1Ethernet数据包格式(RFC894) 1、DstMac的最高字节的最低BIT位如果为1，表明此包是以太网组播/广播包，送给CPU处理。 2、将DstMac和本端口的MAC进行比较，如果不一致就丢弃。 3、获取以太网类型字段Type/Length。 0x0800→IP 继续进行3层的IP包处理。 0x0806→ARP 送给CPU处理。 0x8035→RARP 送给CPU处理。 0x8863→PPPoE discovery stage 送给CPU处理。 0x8864→PPPoE session stage 继续进行PPP的2层包处理。 0x8100→VLAN 其它值当作未识别包类型而丢弃。 1.2PPP数据包格式 1、获取PPP包类型字段。 0x0021→IP 继续进行3层的IP包处理。 0x8021→IPCP 送给CPU处理。 0xC021→LCP 送给CPU处理。 0xc023→PAP 送给CPU处理。 0xc025→LQR 送给CPU处理。 0xc223→CHAP 送给CPU处理。 0x8023→OSICP 送给CPU处理。 0x0023→OSI 送给CPU处理。其它值当作未识别包类型而丢弃。

1.3 ARP 报文格式(RFC826) |←----以太网首部---->|←---------28字节ARP 请求/应答 ------ 1.4 IP 报文格式(RFC791)(20bytes) TOS 1.5 PING 报文格式(需IP 封装)(8bytes) 1.6 TCP 报文格式(需IP 封装)(20bytes)

紧急指针有效 ACK 确认序号有效 PSH 接收方应该尽快将这个报文交给应用层 RST 重建连接 SYN 同步序号用来发起一个连接 FIN 发端完成发送认务 1.7 UDP 报文格式(需IP 封装)(8bytes) 1.8 MPLS 报文格式 MPLS 报文类型: 以太网中 0x8847(单播) 0x8848(组播) PPP 类型上 0x8281(MPLSCP)

http协议数据包格式

竭诚为您提供优质文档/双击可除http协议数据包格式篇一：数据包格式 tcp/ip协议族包括诸如internet协议(ip)、地址解析协议(aRp)、互联网控制信息协议(icmp)、用户数据报协议(udp)、传输控制协议(tcp)、路由信息协议(Rip)、telnet、简单邮件传输协议(smtp)、域名系统(dns)等协议。tcp/ip 协议的层次结构如图3所示。图3tcp/ip协议层次结构 (1)应用层应用层包含一切与应用相关的功能，相当于osi的上面三层。我们经常使用的http、Ftp、telnet、smtp 等协议都在这一层实现。 (2)传输层传输层负责提供可靠的传输服务。该层相当于osi模型中的第4层。在该层中，典型的协议是 tcp(transmissioncontrolprotocol)和 udp(userdatagramprotocol)。其中，tcp提供可靠、有序的，面向连接的通信服务；而udp则提供无连接的、不可靠用户数据报服务。 (3)网际层网际层负责网络间的寻址和数据传输，其功

能大致相当于osi模型中的第3层。在该层中，典型的协议是ip(internetprotocol)。 (4)网络接口层最下面一层是网络接口层，负责数据的实际传输，相当于osi模型中的第1、第2层。在tcp/ip协议族中，对该层很少具体定义。大多数情况下，它依赖现有的协议传输数据。 tcp/ip与osi最大的不同在于osi是一个理论上的网络通信模型，而tcp/ip则是实际运行的网络协议。tcp/ip实际上是由许多协议组成的协议簇。图4示出tcp/ip的主要协议分类情况。整个过程： 1.dhcp请求ip地址的过程 l发现阶段，即dhcp客户端寻找dhcp服务器的阶段。客户端以广播方式发送dhcpdiscoVeR包，只有dhcp服务器才会响应。 l提供阶段，即dhcp服务器提供ip地址的阶段。dhcp 服务器接收到客户端的dhcpdiscoVeR报文后，从ip地址池中选择一个尚未分配的ip地址分配给客户端，向该客户端发送包含租借的ip地址和其他配置信息的dhcpoFFeR包。 l选择阶段，即dhcp客户端选择ip地址的阶段。如果有多台dhcp服务器向该客户端发送

http协议分析报告实例

HTTP协议分析 1 实验目的分析HTTP协议报文首部格式，理解HTTP协议工作过程 2 实验内容截获HTTP报文，分析HTTP协议报文首部格式，学习HTTP协议工作过程。 3 实验原理超文本传送协议HTTP（HyperText Transfer Protocol）,是万维网客户程序与万维网服务器程序之间的交互所要严格遵守的协议。HTTP是一个应用层协议，它使用TCP连接进行可靠的传送。对于万维网站点的访问要使用的HTTP协议。 HTTP的URL的一般形式是： http://<主机>:<端口>/<路径> WWW采用 B/S 结构，客户使用浏览器在 URL栏中输入 HTTP 请求，即输入对方服务器的地址，向 web 服务器提出请求。如访问师院的机构设置页面 https://www.360docs.net/doc/f717918942.html,/jigou/gljg.htm，具体的工作过程如下： (1) 浏览器分析指向页面的URL. (2) 浏览器向DNS请求解析https://www.360docs.net/doc/f717918942.html,的IP地址。 (3) 域名系统DNS解析出师院服务器的IP地址 (4) 浏览器与服务器建立TCP连接 (5) 浏览器发出取文件命令：GET /jigou/gljg.htm. (6) 服务器https://www.360docs.net/doc/f717918942.html,给出响应，将文件 gljg.htm发送给浏览器。 (7) TCP连接释放。 (8) 浏览器显示“北航机构设置”的页面。服务器提供的默认端口号为80. 4 实验步骤步骤 1 在计算机上打开wireshark软件，进行报文截获。步骤 2 从浏览器上访问https://www.360docs.net/doc/f717918942.html,页面，具体操作为打开网页，浏览，关掉网页。步骤 3 停止wireshark的报文截获，结果命名为http_学号，保存在本机或上传至服务器目录下。

TCPIP协议分析实验报告

.. TCP/IP协议分析及应用实验报告学号：姓名：班级：实验项目编号： B03862704 实验项目名称：传输控制协议TCP 一、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. 掌握TCP协议校验和的计算方法。 5. 理解TCP重传机制。二、实验环境： Windows server 2003 TCP/IP协议分析及应用教学实验平台三、实验原理（或要求）： TCP报文格式 16位源端口号 16位目的端口号位序号32 位确认序号32F P U A R S 4位首6保留（16I 位窗口大小 C 部长R S S Y 位）N N T G K H 度位紧急指针16位校验和16 选项数据连接的建立TCP在面向连接的环境中，开始传输数据之前，在两个终 TCP是面向连接的协议。通信双方必须用彼此的初端之间必须先建立一个连接。对于一个要建立的连接，（指明希望收到的下一个ackseq始化序列号和来自对方成功传输确认的应答号。ACK，应答信号写为八位组的编号）来同步，习惯上将同步信号写为SYN整个同步的过程称为三次握手，如图：优质范文．

连接的释放TCP附加标记的报FINTCP使用四次握手来结束通话（使用一个带有对于一个已经建立的连接，如图。文段） TCP重传机制只要计时器设置的重传时间到期，就对这个报文段设置一次计时器。TCP每发送一个报文段，但还没有收到确认，就要重传这一报文段。

优质范文． .. 四、实验步骤：练习一：察看TCP连接的建立和释放主机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）。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C的IP地址；使用“端口扫描”获取主机C的TCP端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机C的一个TCP端口(大于1024)；点击“连接”按钮进行连接。察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表。字段名称报文1 报文2 报文3 Sequence Number Acknowledgement Number ACK SYN TCP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。主机A断开与主机C的TCP连接。察看主机B、C、D捕获的数据，填写下表。

网络协议：传输层协议报文信息分析

网络协议实验报告实验名称：传输层协议报文承载信息分析实验目的：进一步熟悉协议分析工具软件使用，分析传输层报文承载的信息，掌握传输层协议工作的基本原理。实验内容： 1、熟练应用与传输层有关的程序命令netstat、telnet； 2、截取浏览网页时和即时通讯时的数据报文，分析是基于UDP还是基于TCP（即时通讯程序可选择QQ、MSN），并分析每种应用各自的端口号（分客户端和服务端）； 3、通过协议分析软件分析TCP和UDP的报文格式；分析MSS和MTU 的关系，认识TCP报文中携带MSS的时机。 4、截取有关数据报文，分析TCP建立连接时“三次握手”的过程。可通过telnet应用程序帮助建立的TCP连接，也可对基于TCP的应用程序工作时的TCP连接进行截取数据报。 5、截取有关数据报文，分析TCP断开连接时“四次握手”的过程。 6、在进行大量的数据上传或下载时（比如基于HTTP或FTP的较大文件的上传）,通过协议分析观察是否有流量和拥塞控制的表征。实验日期：2010-12-09 实验步骤： (1)学习使用netstat 和telnet 命令在命令窗口中输入 netstat /?即可得到所有命令（如图下）

当前网络的TCP、UDP连接状态（如图）

（2）telnet 命令（如图）使用telnet https://www.360docs.net/doc/f717918942.html, 80 远程登录中国矿业大学服务器，使用三次TCP连接（如图）（3）截取浏览网页时和即时通讯时的数据报文，分析是基于UDP还是基于TCP （即时通讯程序可选择QQ、MSN），并分析每种应用各自的端口号（分客户端和服务端）； A、捕获浏览器浏览网页时的数据报文是基于TCP 其对应的源端口号：客户端是：3575 服务端是：80 （如图）

1、HTTP协议分析

开放式课题实验报告实验名称：基于Wireshark软件的HTTP协议分析学号：姓名：指导教师：宫婧指导单位：理学院

目录实验目的..........................................................错误！未定义书签。 1) 掌握Wireshark软件使用方法............. 错误！未定义书签。 2）理解HTTP协议工作原理..................................... 错误！未定义书签。实验任务.................................... 错误！未定义书签。 1) 抓取数据包........................... 错误！未定义书签。 2）分析数据包........................... 错误！未定义书签。实验环境.............................. 错误！未定义书签。软件介绍 (2) 1） wireshark软件简介 (2) 2） wireshark软件的应用 (2) 3） wireshark软件的价值 (2) 4） wireshark软件的操作简介 (3) HTTP协议详解............................... 错误！未定义书签。 1） HTTP协议基础概念....................... 错误！未定义书签。 2） HTTP协议工作流程....................... 错误！未定义书签。 3） HTTP协议请求响应信息 (6) HTTP请求报文信息．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６ HTTP响应报文信息．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７HTTP数据包分析 (8) 1）网络接口层信息 (10) 2）网络层信息 (11) 3）传输层信息 (12) 4）应用层信息 (13) 总结........................................ 错误！未定义书签。参考文献.. (14)

TCPIP协议大作业--修改版.

作业1:OSI/RM、TCP/IP编址和底层网络技术(20分 1、试将以下功能分别属于OSI/RM的哪一层? A、确定路由 B、流量控制 C、将ASCII转换到EBCDIC D、可靠的端到端数据传输 E、定义帧 F、为用户提供电子邮件、文件传输等服务 G、在物理介质上传送bit流 H、建立、维护和终止会话答: A、确定路由:网络层 B、流量控制:数据链路层、传输层 C、将ASCII转换到EBCDIC :表示层 D、可靠的端到端数据传输:传输层 E、定义帧:数据链路层 F、为用户提供电子邮件、文件传输等服务:应用层 G、在物理介质上传送bit流:物理层 H、建立、维护和终止会话:会话层

2、物理地址属于OSI/RM的哪一层?是否需要全球唯一?应在什么范围内唯一?Ethernet 网卡的物理地址——MAC地址为什么要求全球唯一? 3、在使用Windows系统的PC机上配置Internet协议(TCP/IP属性时,―默认网关‖是指路由器(Router还是网关(Gateway?理由是什么? 4、完成下面的struct语句,用它来描述Ethernet的帧格式(RFC 894,从―目的地址‖开始。 struct Ethernet_frame { …… unsigned long intCRC; }; 作业2:IP 地址规划与路由选择(10分根据下图所示网络拓扑进行IP 地址规划。 A E C B E0 S0 E0E0 E0 S0 S1

S0S2 S0 S1E1S1 S2 S1 D 要求: (1如果IP 地址总空间是10.1.1.0/24,能否根据图中所示网络大小为每个IP 网络分配适当的IP 地址空间?如果可以,应如何编址?如果不行,请说明理由。 (2IP 地址总空间是10.1.0.0/16,请采用聚合设计,按照图中所示网络大小为每个IP 网络分配适当的IP 地址空间,从而使得每台路由器的路由表项数尽可能最少。写出每个IP 网络的网络地址、掩码和直接广播地址,并写出每台路由器每个网络接口的IP 地址,以及每个有主机的子网中一台主机的IP 地址、子网掩码和缺省网关。 (3请根据(2中的IP 地址分配方案,按以下格式分别写出路由器A 、B 、C 、D 和E 的路由选择表。作业3:ARP 、IP 、ICMP 、UDP (45分 1、 ARP 分组的长度固定吗?为什么?携带ARP 分组的以太网帧的长度是多少? 2、路由器A 的一个网络接口的IP 地址为195.23.67.3,掩码是 255.255.255.0,以太网物理地址是0x2345AB4F67CD 。路由器收到一个目的IP 地址是 185.11.78.10的IP 分组,当路由器检查路由表时,它找出该分组应交付给下一跳路由

TCPIP协议头部结构体

TCP/IP协议头部结构体网络协议结构体定义 1.// i386 is little_endian. 2.#ifndef LITTLE_ENDIAN 3.#define LITTLE_ENDIAN (1) //BYTE ORDER 4.#else 5.#error Redefine LITTLE_ORDER 6.#endif 7.//Mac头部，总长度14字节 8.typedef struct _eth_hdr 9.{ 10. unsigned char dstmac[6]; //目标mac地址 11. unsigned char srcmac[6]; //源mac地址 12. unsigned short eth_type; //以太网类型 13.}eth_hdr; 14.//IP头部，总长度20字节 15.typedef struct _ip_hdr 16.{ 17. #if LITTLE_ENDIAN 18. unsigned char ihl:4; //首部长度 19. unsigned char version:4, //版本 20. #else 21. unsigned char version:4, //版本 22. unsigned char ihl:4; //首部长度 23. #endif 24. unsigned char tos; //服务类型 25. unsigned short tot_len; //总长度 26. unsigned short id; //标志 27. unsigned short frag_off; //分片偏移 28. unsigned char ttl; //生存时间 29. unsigned char protocol; //协议 30. unsigned short chk_sum; //检验和 31.struct in_addr srcaddr; //源IP地址 32.struct in_addr dstaddr; //目的IP地址 33.}ip_hdr; 34.//TCP头部，总长度20字节 35.typedef struct _tcp_hdr 36.{ 37. unsigned short src_port; //源端口号 38. unsigned short dst_port; //目的端口号

Wireshark的数据包截获及协议分析

Wireshark的数据包截获与协议分析 1 引言在数据包的截获方面，Winpcap 是一个可在 Windows 环境下运行的包俘获结构,它由三部分组成:一个数据包截获驱动程序、一个底层动态链接库(Packet.dll)和一个高层静态链接库(wpcap.lib)。它的核心部分是数据包俘获驱动程序,在 Windows NT/2000 系统中,它实现为一个内核驱动程序(packet.sys),在 Windows 95/98 系统中是一个虚拟设备驱动程序 (packet.vxd), 包俘获驱动程序通过NDIS(Network Driver Interface Specification)同网络适配器的驱动程序进行通信,NDIS 是网络代码的一部分,它负责管理各种网络适配器以及在适配器和网络协议软件之间的通信。在库的高层是一个动态链接库(packet.dll)和一个静态链接库 (wpcap.lib)，这两个库的作用是将俘获应用程序同包俘获驱动程序相隔离，屏蔽低层的实现细节，避免在程序中直接使用系统调用或 IOCTL 命令，为应用程序提供系统独立的高层接口（API 函数），从而在 Windows9x、Windows2000/XP 系统下,对驱动程序的系统调用都是相同的。使用 Winpcap，我们可以编写出用于网络协议实验分析、故障诊断、网络安全和监视等各种应用程序，这方面的一个典型例子就是可在 Windows 系统下运行的 Wireshark，Wireshark 和 Winpcap 都可从网上下载，通过 Wireshark 我们可以从网上拦截数据包并对

数据包进行网络协议分析，下面介绍一个分析实例。