TCP、ICMP协议分析实验_syn片段的序列号

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：

http://gaia.cs.umass.edu/ethereal-labs/alice.txt

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：

Upload page for TCP Ethereal Lab

你将会看到一个像这样的界面：

3.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；

4.现在打开Wireshark，开始数据包的捕获；

5.再回到你的浏览器，按下“Upload alice.txt file”按钮向gaia.cs.umass.edu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）；

6.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gaia.cs.umass.edu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gaia.cs.umass.edu的HTTP附加部分的消息。同时，你也可以看到从gaia.cs.umass.edu 返回到你的电脑的TCP ACK片段。

7.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.TCP属于五层协议中的哪一层？

传输层

Q2.你电脑向gaia.cs.umass.edu 传输文件时所用的IP地址和TCP端口号是多少？

IP地址：192.168.1.2

端口号：3837

Q3.gaia.cs.umass.edu的IP地址是多少？该服务器的哪个端口发送和接收TCP片段？

IP地址：128.119.245.12

端口号：80

Q4.用来在你电脑和gaia.cs.umass.edu 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？

序列号：相对序列号为0，真实序列号为2017586174

怎样识别：客户端发送一个TCP，标志位为SYN=1，序列号为0。

Q5.找出其中的HTTP数据包，它的请求方法是什么？

请求方法：POST

Q6.FIN ACK片段有什么作用？

作用：FIN ACK片段用于关闭TCP连接，是四次挥手的第一个片段。当一方要关闭连接时，它会发送一个FIN标志，告诉对方它不会再发送数据了。对方收到FIN标志后，会发送一个ACK标志，表示它已经收到了FIN标志，并准备好关闭连接。这个ACK标志也可以携带数据。如果对方也要关闭连接，它也会发送一个FIN标志，然后等待对方的ACK标志，最终双方都关闭连接。

Q7.结合所捕获的数据包，简述终端连接的握手过程。

1.客户端给服务器发送一个SYN片段,即使此UDP片段中的SYN位为1，该段中也包含客户端的初始序列号(Sequence number = J)。

2.服务器返回客户端SYN + ACK段，即SYN和ACK位字段都为1，该段中包含服务器的初始序列号(Sequence number = K)；同时使 Acknowledgment number = J + 1来表示确认已收到客户端的SYN段(Sequence number = J)。

3.客户端给服务器响应一个ACK=1段,该段中使 Acknowledgment number = K + 1来表示确认已收到服务器的SYN段(Sequence number = K)。

Q8.window size value、calculated window size和window size scaling factor之间有什么关系？

Window size value表示接收方期望接收的数据量，以字节为单位。

Calculated window size是根据网络状况和接收方的处理能力计算出来的窗口大小，以字节为单位。

Window size scaling factor是一个可选的TCP选项，它允许接收方扩大窗口大小的范围。

Calculated window size = Window size scaling factor * Window size value

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 gaia.cs.umass.edu（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发出的第一个包，在上图中包内容区提供了这个包的信息。我们看到包内的IP数据包有协议号01（这是ICMP 的协议号），这说明这个IP数据包承载的是一个ICMP包。然后我们展开ICMP协议部分的信息，我们观察到这个ICMP包的Type为8而Code为0，这称为一个ICMP“请求”包。

  5. 点击“文件”—“保存”选项将数据保存，命名为icmp-1。

通过观察所捕获数据包的内容回答以下问题：

Q9.ICMP属于五层模型中哪一层？

网络层

Q10.你主机的IP地址是什么？远程主机的IP地址是什么？

我主机的IP地址：192.168.1.2

远程主机的IP地址：128.119.245.12

Q11.为什么ICMP包没有源和目标端口号？

ICMP是Internet控制消息协议，用于在IP网络中传输控制信息和错误消息，是基于网络层的协议，而端口号是应用层的协议才有的，因此ICMP包没有源和目标端口号。

Q12.你主机发送ping请求包的TTL值是多少？都一样吗？

TTL值都一样，均为28

Q13.检查相应的ping回应包，ICMP type和code是多少？type的数字表示什么意思？

Ping回应包中

Type:0

Code:0

Type为0表示接收方回复Echo Request消息的响应消息。

Q14.TTL值代表什么含义？

TTL（Time To Live）值代表数据包在网络中可以经过的最大路由跳数。每经过一个路由器，TTL值就会减1，当TTL值为0时，数据包会被丢弃并返回一个错误消息。TTL值的作用是防止数据包在网络中无限循环。

Q15.为什么ping回应包的TTL时间不相同？

当ping请求到达目标主机时，它的TTL值可会因为经过不同数量的路由器而不同。此外，网络拓扑结构也可以影响TTL值的变化。如果某些路由器比其他路由器更远离源主机或目标主机，那么通过这些路由器的数据包的TTL值可能会更大。