网络协议分析与仿真课程设计报告书

西安郵電大學网络协议分析与仿真课程设计报告书院系名称：计算机学院实验内容：网络流量分析学生姓名：专业名称：网络工程班：级学号：时间：2012年12月15日网络协议分析与仿真课程设计报告网络流量分析一、课程设计目的加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解；掌握流量分析工具的使用，学习基本的流量分析方法。

二、课程设计内容流量分析工具：Wireshark（Windows或Linux），tcpdump（Linux）要求：使用过滤器捕获特定分组；用脚本分析大量流量数据（建议用perl）。

内容：Web流量分析清除本机DNS缓存，访问某一网站主页，捕获访问过程中的所有分组，分析并回答下列问题（以下除1、3、8、11外，要求配合截图回答）：（1）简述访问web页面的过程。

（2）找出DNS解析请求、应答相关分组，传输层使用了何种协议，端口号是多少？所请求域名的IP地址是什么？（3）统计访问该页面共有多少请求IP分组，多少响应IP分组？（提示：用脚本编程实现）（4）找到TCP连接建立的三次握手过程，并结合数据，绘出TCP 连接建立的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设置。

（5）针对（4）中的TCP连接，该TCP连接的四元组是什么？双方协商的起始序号是什么？TCP连接建立的过程中，第三次握手是否带有数据？是否消耗了一个序号？（6）找到TCP连接的释放过程，绘出TCP连接释放的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK 的设置。

（7）针对（6）中的TCP连接释放，请问释放请求由服务器还是客户发起？FIN报文段是否携带数据，是否消耗一个序号？FIN报文段的序号是什么？为什么是这个值？（8）在该TCP连接的数据传输过程中，找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系，计算这些数据报文段的往返时延RTT（即RTT样本值）。

根据课本200页5.6.2节内容，给每一个数据报文段估算超时时间RTO。

（提示：用脚本编程实现）（9）分别找出一个HTTP请求和响应分组，分析其报文格式。

参照课本243页图6-12，在截图中标明各个字段。

（10）访问同一网站的不同网页，本次访问中的TCP连接是否和上次访问相同？（与上次页面访问时间间隔不能过长，可连续访问，分别分析。

）（11）请描述HTTP协议的持续连接的两种工作方式。

访问这些页面（同一网站的不同页面）的过程中，采用了哪种方式？（参考课本241页）三、设计与实现过程（1）简述访问web页面的过程。

1）解析Web页面的URL，得到Web服务器的域名2）通过DNS服务器获得Web服务器的IP地址3）与Web服务器建立TCP连接4）与Web服务器建立HTTP连接5）从Web服务器获得URL指定的文档6）浏览器解释页面文档，并显示在屏幕(2)、找出DNS解析请求、应答相关分组，传输层使用了何种协议，端口号是多少？所请求域名的IP地址是什么？DNS解析请求，应答分组：请求：（本机端口：59257；DNS服务器端口：53）应答：（DNS服务器端口：53；本机端口：59257）传输层协议：udp协议。

所请求域名ip是：123.125.160.40（3）、统计访问该页面共有多少请求IP分组，多少响应IP分组？（提示：用脚本编程实现）请求分组：(ip.src eq 172.16.1.234 or ip.dst eq 172.16.1.234) and( ip.src eq123.125.160.40 or ip.dst eq123.125.160.40)脚本Package_count.sh#!/bin/bash#by sky version 1.0#20121205function checkip {dot=`echo $1 | awk -F '.' '{print NF-1}'`if [ $dot -ne 3 ]; thenreturn 1ifcount=0for var in `echo $1 | awk -F. '{print $1, $2, $3, $4}'`doecho $var | grep "^[0-9]*$" >/dev/nullif [ $? -ne 0 ]; thenreturn 1fiif [ $var -ge 0 -a $var -le 255 ] ; then((count=count+1))continueelsereturn 1fidoneif [ $count -eq 4 ]; thenreturn 0elsereturn 1fi}if [ $# -eq 0 -o $# -ne 2 ]thenecho "Usage: shellname filename ipaddress"echo "just like: package_count.sh http172.16.1.234"exit 1fiif [ ! -f $1 ]thenecho "The $1 is no exist"exit 2fi#echo $2 | grep '\([0-9]\{1,3\}\.\)\{3\}[0-9]\{1,3\}' >> /dev/nullcheckip ${2}if [ $? -ne 0 ]thenecho "Please input effective IP"exit 3finumber=`grep "Src: $2 " $1 2> /dev/null | wc -l `if [ $number -eq 0 ]thenecho "Please input an IP than include the $1"exit 4fiecho "The $2 as source has $number packages"(4) 找到TCP连接建立的三次握手过程，并结合数据，绘出TCP 连接建立的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设置。

与tcp建立连接的三次握手的分组：TCP三次握手过程第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN （ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

实现过程如下：第一次：（序号：0，SYN：1）第二次：（序号：0，确认号：1，SYN：1，ACK:1）第三次：（序号：1，确认号：1，SYN：0，ACK:1）（5）针对（4）中的TCP连接，该TCP连接的四元组是什么？双方协商的起始序号是什么？TCP连接建立的过程中，第三次握手是否带有数据？是否消耗了一个序号？四元组：源地址---172.16.1.234；目的地址---123.125.160.40；源端口---49382 目的端口---80协商的起始序号：0；第三次握手未携带数据。

消耗一个序号。

（6）找到TCP连接的释放过程，绘出TCP连接释放的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。

TCP释放过程：A、服务器向本机请求释放：B、本机响应服务器的请求释放：（半关闭）C、本机向服务器请求释放连接：D、服务器响应本机的请求释放：TCP的释放过程流程图：(7):针对（6）中的TCP连接释放，请问释放请求由服务器还是客户发起？FIN报文段是否携带数据，是否消耗一个序号？FIN报文段的序号是什么？为什么是这个值？释放请求由服务器发起。

FIN报文段未携带数据。

消耗了一个序号：实现过程如下：FIN报文段的序号是436(8)、在该TCP连接的数据传输过程中，找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系，计算这些数据报文段的往返时延RTT（即RTT样本值）。

根据课本200页5.6.2节内容，给每一个数据报文段估算超时时间RTO。

脚本#!/bin/bash#by sky version 1.0#20121207if [ $# -ne 1 ]thenecho "Usage: shellname filename"echo "Just like: rtt_count.sh http"exit 1fiif [ ! -f $1 ]thenecho "Please input an effective file"exit 2figrep RTT $1 |awk 'BEGIN{s1=0.125; s2=0.875; d1=0.25; d2=0.75} {RTT[NR]=$9; line_num=NR}END{for( i=1; i<=line_num; i++ ){RTTS[i]=s2*RTT[i-1]+s1*RTT[i];RTTD[i]=d2*RTTD[i-1]+d1*(RTTS[i]>RTT[i]?RTTS[i]-RTT[i]:RTT[i]-RTTS[i]);printf("The number is %d\t\tRTTS->%0.8f\tRTTD->%0.8f\tRT TS->%0.8f\n",i,RTTS[i],RTTD[i],RTTS[i]+4*RTTD[i])}}'(9)、分别找出一个HTTP请求和响应分组，分析其报文格式。

参照课本243页图6-12，在截图中标明各个字段。

请求报文：响应报文：10）、访问同一网站的不同网页，本次访问中的TCP连接是否和上次访问相同？（与上次页面访问时间间隔不能过长，可连续访问，分别分析。

）访问同一网站的另一网页本次访问中的TCP连接是与上次访问不相同(11)、请描述HTTP协议的持续连接的两种工作方式。

访问这些页面（同一网站的不同页面）的过程中，采用了哪种方式？（参考课本241页）http协议的持续连接的两种工作方式：a.非流水线方式：客户在收到前一个响应后才能发出下一个请求，在TCP连接已建好后，客户每次访问一次对象都要用去一个往返时间RTT。

b.流水线方式：客户在收到HTTP的响应报文之前就能够接着发送新的请求报文，客户访问所有的对象只需花费一个RTT时间。