传输控制协议(TCP)
TCP-IP协议(第8章传输控制协议)
主机A (客户端)
报文段1：SYN seq=x ack:-
主机B （服务器端）
报文段2：SYN+ACK
时
seq=y ack=x+1
间
报文段3：ACK seq=x+1 ack=y+1
TCP协议建立连接三次握手的过程
20
TCP协议中建立连接采用三次握手（three-way handshake） 的方式实现 I.客户端发起请求建立连接报文（SYN报文），SYN报文中 指明打算连接的服务器端口，自身的临时端口以及客户端 的初始序号。报文中SYN=1，ACK=0； II.服务器同意建立连接则响应SYN=1，ACK=1的SYN+ACK响 应报文，报文中选择服务器端的初始序号，并将客户端的 初始序号加1，对客户的SYN报文进行确认； III.客户端发送ACK=1的AKC报文对连接进行确认，报文中 本端序号加1，并对客户端序号加1，已确认SYN+ACK报文。
30
五、TCP的连接管理状态转换
为表达TCP在建立连接、释放连接和数据传输期间的所有状 态及状态的转换，可以通过有限状态机描述。该状态机有11 种状态。在任何时刻，TCP只处于某一种状态，并一直保持 这个状态，直到发生新的事件使机器进入一个新的状态。
状态 CLOSE LISTEN SYN_SENT
报文段4：ACK seq=x+1 ack=z+1
主机B （服务器端）
时 间
25
一个TCP连接是全双工的，每个方向单独关闭，原则为： 一方没有数据发送后，就发送FIN关闭这个方向的连接， 但仍能接收另一方发来的数据。只有两个方向的连接都 关闭后，该TCP连接才被完全释放。
TCP连接释放四次握手的步骤: I. 首先进行关闭的客户端的TCP发送第一个报文段，FIN标
传输控制协议
传输控制协议概述传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
它位于OSI模型的第四层——传输层，为不同主机上的应用程序提供可靠数据传输。
TCP确保数据包按顺序到达并实现错误检测与恢复，从而保障数据传输的完整性。
TCP的主要特点- 面向连接：在数据传输前需要建立连接。
- 可靠传输：通过序列号、确认应答、超时重传等机制保证数据的可靠传输。
- 流量控制：使用滑动窗口机制进行流量控制，防止发送方过快导致接收方处理不过来。
- 拥塞控制：通过拥塞控制算法避免网络拥塞。
- 全双工通信：允许数据在两个方向上同时传输。
TCP连接的建立和终止建立连接（三次握手）1. 客户端发送带有SYN标志的数据段以建立连接。
2. 服务器响应一个带有SYN/ACK标志的数据段以确认请求。
3. 客户端发送一个带有ACK标志的数据段以确认服务器的响应。
终止连接（四次挥手）1. 主机A发送一个FIN，表示数据传送完毕。
2. 主机B收到后发送ACK确认。
3. 主机B完成数据处理后发送一个FIN给主机A。
4. 主机A收到后发送ACK确认，至此双方连接终止。
TCP报文格式TCP报文包括以下几个部分：源端口号、目标端口号、序列号、确认号、头部长度、保留字段、控制标志、窗口大小、校验和以及紧急指针。
其中控制标志包括SYN、ACK、FIN、RST、URG等。
TCP的可靠性TCP通过多种方式保证数据传输的可靠性：- 序列号和确认应答：每个TCP段都包含一个序列号和一个确认号，用于跟踪数据的发送和接收状态。
- 超时重传：如果在一定时间内没有收到确认应答，TCP会重新发送数据段。
- 错误检测和修正：通过校验和检测数据是否在传输过程中出现错误。
- 流量控制：通过滑动窗口机制控制数据的流量，防止接收方缓冲区溢出。
TCP与UDP的区别- TCP是面向连接的，而UDP是无连接的。
tcp协议的格式
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）协议的格式包括以下几个主要部分：源端口号（16位）：包含初始化通信的端口。
目的端口号（16位）：定义传输的目的，这个端口指明报文接收计算机上的应用程序地址接口。
序列号（32位）：由接收端计算机使用，重新分段的报文成最初形式。
当SYN出现时，序列码实际上是初始序列码（ISN），而第一个数据字节是ISN+1。
这个序列号可用来补偿传输中的不一致。
确认序号（32位）：由接收端计算机使用，重组分段的报文成最初形式。
如果设置了ACK控制位，这个值表示一个准备接收的包的序列码。
首部长度（4位）：以4字节为单位，最长60字节，最短20字节。
这表示数据开始的位置。
保留（6位）：这些位必须是0。
为了将来定义新的用途而保留。
标志位（6位）：包括URG、ACK、PSH、RST、SYN和FIN等标志，具体含义如下：URG：紧急标志，为1时表示紧急数据，一般置0。
ACK：确认标志，为1时表示包含应答信息，0则不包含应答信息。
PSH：推送标志，为1时表示包内含数据，需要尽快处理这些数据，0则表示此包为空包。
RST：重置标志，为1时表示进程结束或无此进程，一般置0。
SYN：同步标志，为1时表示建立连接，一般置0。
FIN：结束标志，为1时表示关闭连接，一般置0。
窗口大小（16位）：用于流量控制。
校验和（16位）：将协议头和数据都计算在内。
紧急指针（16位）：紧急数据在数据包中偏移，紧急数据一般放在包尾。
选项：可以有多个选项，包括最大报文段长度（MSS）、窗口扩大因子（WScale）、最大确认时间（Maxrto）、路径最大报文段长度（MSS）、紧急数据偏移等。
数据：这是实际传输的数据。
请注意，TCP协议的格式可能会根据不同的版本和标准略有差异。
上述信息是基于常见的TCP协议格式的描述，具体实现可能会有所不同。
系统间通信协议
系统间通信协议系统间通信协议是用于不同计算机系统之间进行数据传输和通信的规则和技术标准。
它规定了数据如何在不同系统之间传输，以确保数据的正确性和可靠性。
常见的系统间通信协议包括：1.TCP/IP协议：传输控制协议（TCP）和网络协议（IP）是互联网协议族中最重要的两个协议。
TCP/IP协议规定了数据如何在互联网中传输，提供了可靠的、面向连接的通信方式。
2.HTTP协议：超文本传输协议（HTTP）是互联网上应用最广泛的通信协议之一。
它是一种无状态的、基于请求/响应模式的协议，用于传输超文本（HTML）。
3.FTP协议：文件传输协议（FTP）用于在网络上传输文件。
FTP协议基于TCP/IP协议，提供了可靠的、非加密的文件传输服务。
4.SMTP协议：简单邮件传输协议（SMTP）用于在网络上传输电子邮件。
SMTP协议基于TCP/IP协议，提供了不加密的邮件传输服务。
5.POP协议：邮局协议（POP）用于从邮件服务器上接收电子邮件。
POP协议基于TCP/IP协议，提供了不加密的邮件传输服务。
6.IMAP协议：Internet邮件访问协议（IMAP）用于从邮件服务器上接收和管理电子邮件。
IMAP协议基于TCP/IP协议，提供了加密的邮件传输服务。
7.SNMP协议：简单网络管理协议（SNMP）用于管理和监控网络设备。
SNMP协议基于TCP/IP协议，提供了管理网络设备的管理信息库（MIB）的方法。
以上是一些常见的系统间通信协议，它们在不同的应用场景中都有广泛的应用。
选择合适的通信协议对于保证数据传输的正确性和可靠性至关重要。
传输协议介绍
传输协议介绍一、传输协议的定义及作用传输协议（Transport Protocol）是计算机网络中用于控制数据传输的协议，它规定了数据如何在互联网中传递及如何处理传输过程中出现的错误。
传输协议是网络协议中的重要组成部分，它与网络层、数据链路层等其他层次的协议相互配合，共同构成了网络协议体系。
在计算机网络中，数据在不同主机之间流动时需要经过多个网络层次的处理，传输协议负责处理网络层和应用层之间的通信。
传输协议的主要作用包括以下几个方面：1.可靠性传输传输协议通过超时重传、数据分割、错误校验等技术手段，保证数据能在网络上可靠地传输，有效地防止了数据传输过程中出现的丢失、重复、失序、损坏等问题。
2.流量控制通过流量控制，传输协议可以避免过载情况的发生，并确保网络的可靠性和效率。
传输协议通过设置窗口大小和拥塞控制等方式，实现了带宽分配和传输流量的平衡分配等功能。
3.分组复用传输协议不仅要负责对数据的分组和封装，而且要进行分组复用。
当多个数据流在一个物理链路上进行传输时，传输协议能够对这些数据流进行有效的分组复用，从而提高了传输效率。
4.安全性保障为了保护网络通信安全，传输协议还要提供一定的安全性保障措施。
例如TLS/SSL协议、IPSec协议等加密技术，能够实现数据加密和身份验证等功能，防范黑客攻击和信息窃取等安全威胁。
二、传输协议的分类传输协议按照互联网层次结构可以分为两类：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCP是一种基于连接的协议，提供了可靠的、面向连接的数据传输服务。
UDP是一种基于无连接的协议，适用于数据体积小、传输速度较快且不需要保证数据可靠性的应用场景。
1.传输控制协议（TCP）TCP是一个面向连接的协议，是互联网上最为广泛使用的传输协议。
TCP提供了可靠的、面向连接的传输服务，它能够确保数据能够在网络中可靠地传输，有效地解决数据传输过程中出现的丢失、重复、失序、损坏等问题。
传输层协议
传输层协议
传输层协议（Transport Layer Protocol）是网络中的一种协议，它负责在网络中传输数据，并确保数据的可靠性和完整性。
传输层协议的主要功能是将数据拆分成小的数据包，并通过网络将它们传输到目的地。
传输层协议将数据包组装成完整的数据，以便上层应用程序可以使用。
传输层协议可分为两种类型：用户数据报协议（UDP）和传输控制协议（TCP）。
UDP协议不提供数据包的可靠性和完整性，它只负责将数据包从发送方传输到接收方。
因此，UDP 协议被广泛应用于流媒体、在线游戏、域名系统等对速度要求高、对数据包可靠性要求低的应用中。
传输控制协议（TCP）则提供了一种可靠的数据传输方式。
TCP协议将数据拆分成小的数据包，并通过网络将它们传输到目的地。
接收方会确认已接收到的数据包，并告知发送方需要再次发送丢失的数据包。
TCP协议通过这种机制保证了数据包的可靠性和完整性，因此被广泛应用于文件传输、电子邮件等对数据包可靠性要求高的应用中。
传输层协议还可以提供流量控制和拥塞控制机制，以确保网络不会过载或出现拥塞。
流量控制机制可以确保发送方不会发送过多的数据包，从而导致接收方无法处理。
拥塞控制机制可以确保网络中的数据包数量不会过多，从而导致网络拥塞和延迟。
总之，传输层协议是网络中非常重要的一种协议，它负责将数据包从发送方传输到接收方，并确保数据的可靠性和完
整性。
UDP协议主要用于速度要求高、对数据包可靠性要求低的应用，而TCP协议主要用于数据包可靠性要求高的应用。
同时，传输层协议还可以提供流量控制和拥塞控制机制，以确保网络的正常运行。
传输层常用协议
传输层常用协议传输层协议是计算机网络中的一种协议，它负责在网络中进行数据的传输和通信。
传输层协议主要负责将应用层的数据分割成适合网络传输的单位，并通过网络将这些数据单位送达目的地。
在传输层中，有几种常用的协议，包括TCP、UDP和SCTP等。
下面将分别介绍这些协议的特点和应用。
TCP（传输控制协议）是一种面向连接的可靠传输协议，它能够提供高可靠性和有序的数据传输。
TCP协议将数据分割成以字节为单位的数据段，并通过IP网络进行传输。
TCP协议使用三次握手建立连接，并通过序号和确认号机制来保证数据传输的可靠性。
此外，TCP协议还具备流量控制和拥塞控制等机制，能够适应不同网络环境下的传输需求。
由于TCP协议具有可靠性和有序性，因此在对数据传输要求较高的应用场景中广泛使用，如网页浏览、文件传输和电子邮件等。
UDP（用户数据报协议）是一种面向无连接的传输协议，它提供了简单的数据传输服务，不保证数据传输的可靠性和有序性。
UDP协议将数据分割成以数据报为单位的数据包，并通过IP网络进行传输。
UDP协议不需要建立连接，因此传输效率较高。
由于UDP协议没有拥塞控制和流量控制等机制，因此在对数据传输要求不高但需要实时性较强的应用场景中，如实时音视频传输和网络游戏等，UDP协议被广泛使用。
SCTP（流控制传输协议）是一种可靠的面向消息的传输协议，它具备TCP协议和UDP协议的一些特性。
SCTP协议将数据分割成以消息为单位的数据块，并通过IP网络进行传输。
SCTP协议使用四次握手建立连接，并通过序列号和确认号机制保证数据传输的可靠性。
此外，SCTP协议还具备多条数据流、流量控制和拥塞控制等机制，能够适应多种应用场景的需求。
SCTP协议在对数据传输要求较高且需要支持多条数据流的应用中，如语音通话、多媒体传输和实时数据传输等，被广泛使用。
除了TCP、UDP和SCTP协议外，还有一些其他的传输层协议，如DCCP（数据报拥塞控制协议）、RDP（可靠数据协议）和QUIC （快速UDP互联网连接）等。
tcp通讯协议书
tcp通讯协议书甲方（发送方）：_____________________乙方（接收方）：_____________________鉴于甲方需要通过TCP/IP网络与乙方进行数据通讯，为了确保双方在数据传输过程中的稳定性、安全性和有效性，甲乙双方本着平等互利的原则，经友好协商，达成如下TCP通讯协议：1. 定义1.1 TCP（Transmission Control Protocol）：传输控制协议，一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
1.2 IP（Internet Protocol）：互联网协议，用于计算机网络中进行数据传输的协议。
2. 通讯协议2.1 甲方应确保其发送的数据符合TCP协议标准，乙方应确保其接收系统能够正确解析TCP协议数据。
2.2 双方应使用标准的端口号进行通讯，除非双方另有约定。
3. 数据格式3.1 甲方发送的数据应遵循双方约定的数据格式和编码标准。
3.2 乙方应确保其系统能够正确处理甲方发送的数据格式。
4. 安全性4.1 双方应采取必要的安全措施，保护通讯过程中的数据不被未授权访问、篡改或丢失。
4.2 甲方应确保其发送的数据不包含任何恶意代码或病毒。
5. 通讯测试5.1 在正式通讯前，双方应进行必要的测试，以确保通讯的稳定性和可靠性。
5.2 测试期间发现的问题，双方应及时沟通并解决。
6. 故障处理6.1 任何一方在通讯过程中遇到技术问题，应及时通知对方，并尽力在最短时间内解决。
6.2 双方应建立故障响应机制，确保通讯的连续性和数据的完整性。
7. 协议变更7.1 如需对本协议内容进行变更，双方应提前书面通知对方，并协商一致后执行。
8. 法律适用与争议解决8.1 本协议的订立、执行和解释及争议的解决均适用中华人民共和国法律。
8.2 双方因履行本协议所发生的一切争议，应通过友好协商解决；协商不成时，任何一方均可向甲方所在地人民法院提起诉讼。
9. 生效与终止9.1 本协议自双方授权代表签字盖章之日起生效。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《计算机网络实验》实验报告
实验名称：传输控制协议(TCP)
年级：
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 5月3 日
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
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。
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。