实验一：TCP、ICMP协议分析实验

实验一：TCP、ICMP协议分析实验

在这个实验中，我们将通过分析TCP的一个片段发送和接收从你的电脑传送到远程服务器的一个大小为150KB的文件来研究TCP的特性和执行过程，同时也将探索ICMP协议，由ping程序产生的ICMP 消息和ICMP 消息的格式与内容。在开始之前请打开我们的实验工具Wireshark，点击“捕获”—“选项”选择要捕捉的输入接口，选择“在所有接口上使用混杂模式”，然后点击“开始”，这样可以有选择的捕获只和你有关系的数据包。

一、捕获一个从你的电脑到远程服务器的TCP数据

在我们开始对TCP的研究之前，我们需要利用Wireshark来捕获一个TCP的数据包。这个包从你的电脑向远程服务器传输一个文件，我们是使用POST方式而不用GET方法是因为我们要传输一个很大数量的数据。

现在按以下步骤做：

1. 打开你的浏览器。输入：

你将会看到Alice in Wonderland的文本版，然后点击鼠标右键另存到你的电脑中；

2. 接下来输入：

；

3. 你将会看到一个像这样的屏幕：

4. 按“选择文件”按钮选取你刚才保存的文件，请先不要按“Upload alice.txt file”按钮；

5. 现在打开Wireshark，开始数据包的捕获；

6.再回到你的浏览器，按下“Upload alice.txt file”按钮向服务器来上载

文件（一旦这个文件被上载，一个短小的祝词将会显示在你的浏览器窗口）；

7.停止Wireshark的捕获，你的Wireshark窗口应该和下面所示的窗口相类似：

来看一下捕获的数据，在主窗口顶部的“应用显示过滤器”中输入“tcp”以用来过滤包。你所看见的是你的电脑和之间的一系列TCP和HTTP消息。你可以看到含有SYN消息的最初的三次握手，还可以看到一个HTTP POST消息和一系列从你的电脑发送到的HTTP附加部分的消息。同时，你也可以看到从 返回到你的电脑的TCP ACK片段。

8. 点击“文件”—“保存”选项将数据保存，命名为tcp-1。

通过观察所捕获数据包的内容回答以下问题：

Q1. 你的电脑向 传输文件时所用的IP地址和TCP端口号是多少？

A1：IP地址：182.138.127.2

TCP端口号：49508

Q2. 的IP地址是多少？该服务器的哪个端口发送和接收TCP片段？

A2：IP地址：128.119.245.12

发送和接收TCP片段端口：80

Q3. 用来在你的电脑和 之间开始TCP连接的TCP SYN片段的序列号是多少？在片段中怎样识别这个片段是一个SYN片段？

A3：开始TCP连接的TCP SYN片段的序列号：2291245470（绝对序列号）

识别片段方式：Syn设置为1

Q4. 回复SYN的SYN ACK片段的序列号是多少？怎样测定这个ACK的值？在片段中靠什么来识别这是一个SYN ACK片段？

A4：Sequence number：1034370948（绝对序列号）

Acknowledgement number：2291245471（绝对序列号）

测定方式：Acknowledgement number比SYN的序列号多1

识别方式：Acknowledgement和Syn均设置为1

Q5. 看到的数据包中有HTTP数据包，其请求方法是什么？其TCP片段的序列号是多少？A5：请求方法：POST

TCP序列号：2712239079(参考下图中随便选一个序列号)

Q6. FIN ACK片段有什么作用？简述终端连接的握手过程。

A6：作用：关闭连接

终端连接握手过程如下：

（1）A发送一个FIN，用来关闭A到B的数据传送。

（2）B收到这个FIN，发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。

（3）B关闭与A的连接，发送一个FIN给A。

（4）A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1。

Q7.（附加题）window size value、calculated window size和window size scaling factor之间有什么关系？为什么要这样来计算窗口的值？

A7：window size value：窗口大小；

calculated window size：计划窗口大小；

window size scaling factor：窗口大小缩放因子；

三者之间的关系为：window size scaling factor=calculated window size/ window size value。Window size value为TCP首部字段窗口填写的值，计算后的calculated window size 是实际可以使用的值。

二、ICMP与ping

现在按以下步骤做：

1. 打开命令提示符；

2. 打开Wireshark，开始捕捉数据包；

3. 在命令提示符里输入：ping -n 10 （参数“-n 10”说明需要发送10 个ping 消息）；

4. 当ping程序终止后，停止用Wireshark捕获数据包，Wireshark 窗口应该和下图类似：

来看一下捕获的数据，在主窗口顶部的“应用显示过滤器”中输入“icmp”以用来过滤包。我们可以看到源端发出了10个查问包并收到了10个响应，可以对每一个响应源端计算往返时间（RTT），也不妨计算一下这10个包平均RTT。注意到包列表显示出20个包：源端发出的10个ping询问和收到的10个ping 响应。现在让我们展开由我们电脑