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.srceq172.16.1.234orip.dsteq172.16.1.234)and(ip.srceq123.125.160.40orip.dsteq123.125.160.40)脚本Package_count.sh#!/bin/bash#byskyversion1.0#20121205functioncheckip{dot=`echo$1|awk-F'.''{printNF-1}'`if[$dot-ne3];thenreturn1ifcount=0forvarin`echo$1|awk-F.'{print$1,$2,$3,$4}'`doecho$var|grep"^[0-9]*$">/dev/nullif[$?-ne0];thenreturn1fiif[$var-ge0-a$var-le255];then((count=count+1))continueelsereturn1fidoneif[$count-eq4];thenreturn0elsereturn1fi}if[$#-eq0-o$#-ne2]thenecho"Usage:shellnamefilenameipaddress"echo"justlike:package_count.shhttp172.16.1.234"exit1fiif[!-f$1]thenecho"The$1isnoexist"exit2fi#echo$2|grep'\([0-9]\{1,3\}\.\)\{3\}[0-9]\{1,3\}'>>/dev/nullcheckip${2}

if[$?-ne0]thenecho"PleaseinputeffectiveIP"exit3finumber=`grep"Src:$2"$12>/dev/null|wc-l`if[$number-eq0]thenecho"PleaseinputanIPthanincludethe$1"exit4fiecho"The$2assourcehas$numberpackages"

(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#byskyversion1.0#20121207

if[$#-ne1]thenecho"Usage:shellnamefilename"echo"Justlike:rtt_count.shhttp"exit1fi

if[!-f$1]thenecho"Pleaseinputaneffectivefile"exit2fi

grepRTT$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]);