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实验14 TCP建立连接过程实验(参考答案)

实验14 TCP 建立连接过程实验

1 实验目的

通过实验掌握TCP 建立连接的过程，理解TCP 的工作原理。

2 实验环境

VMware 中虚拟机，相互能够连通。WireShark 软件包。

3 实验原理或背景知识

TCP 是TCP/IP 协议体系中运输层的重要协议。它为应用层提供面向连接的、可靠的数据传递服务。在提供数据可靠性的同时，TCP 还为应用层提供了全双工的数据传输服务。

TCP 接收应用层的数据，添加TCP 首部后形成TCP 报文段。TCP 报文段需要被下层的IP 协议封装，发送到目的地。如图1所示。

图1TCP 报文段的组成和封装

3.1 TCP 报文段

TCP 的报文段如图2所示。

TCP报文段IP报文

图2TCP 报文段的结构

1、源端口和目的端口：16bit ，分别对应发送数据的应用进程和接收数据的应用进程。TCP 用这两个字段来实现多路复用和多路分解。

2、序号和确认号：32bit ，TCP 将连接上发送的每一个字节都进行编号，序号和确认号用来实现可靠的数据传输。其中，序号是TCP 报文段数据部分的第一个字节的编号；确认号是告诉对方期望收到对方的下一个字节的编号。

3、数据偏移：4bit ，表示TCP 报文段中的数据部分距离TCP 首部的起始位置有多少字节。它实际上就是TCP 首部的长度。

4、保留字段：6bit ，保留作为以后扩展。

5、标志字段：6bit ，当其值为1时称为置位。这里有6个位，分别是URG 表示紧急指针，ACK 表示确认，PSH 表示请求推送，RST 表示连接复位，SYN 表示同步序号，FIN 表示终止连接。

6、窗口大小：16bit ，主要用于流量控制，用来告诉对方的TCP 自己接收缓存的大小。

7、检验和：用来确保数据的可靠性。

8、紧急指针：给出紧急数据距离当前序号的偏移量。

9、可选项：可选的，TCP 只规定一种可选项，最大报文段长度（MSS ），规定TCP 报文段的最大字节数。

10、填充项：当可选项字段的长度不是4字节的整倍数时，填充项字段需要将其补足，填充项字段全部都是0。

3.2TCP 连接

TCP 提供面向连接的传输服务。利用TCP 通信的两个应用进程要首先建立连接，这个连接是软件意义上的连接，并不是一条实际的物理线路。

建立连接的目的是使通信双方在开始传输数据前建立联系，使双方都确定对方愿意与之通信；同时在建立连接的过程中传递和协商一些必要的参数（如发送字节的起始编号和MSS ：最大报文段长度），为后面的数据传递打下基础。连接建立后，两边的应用进程就可以开始

TCP首部

20字节

长度可变

全双工的通信，在此期间，连接两端的TCP 会记录数据发送和接收的情况，利用控制信息始终保持这个连接，直到数据传输完毕。最后TCP 还要负责关闭这个连接，释放与这个连接相关的资源。TCP 连接的3次握手如图3所示。

图3TCP 的三次握手示意图

4 实验任务

利用WireShark 捕捉TCP 建立连接的数据包，分析TCP 建立连接的过程。

5 实验步骤

第1步，搭建一个基于TCP 服务的服务器，如（FTP 或Web ）服务器，为客户端提供访问。本例创建的是www 服务器。

第2步，打开WireShark ，设置捕捉TCP 数据包，如图4所示。打开web 站点，捕捉到TCP 数据包。如图5所示。

客户端

服务器

LISTEN

SYN-RECEIVED

ESTABLISHED

图4WireShark中捕捉TCP数据包

图5捕捉TCP数据包

第3步，根据TCP建立连接的过程，针对三次握手的报文段，填写相关内容。

注：上面表格中内容为示例，请以实际实验数据填写。

【练习与思考】

1、如果要列出本机当前建立的连接，可以使用的命令是（）

https://www.wendangku.net/doc/857855025.html,stat -s

https://www.wendangku.net/doc/857855025.html,stat -o

https://www.wendangku.net/doc/857855025.html,stat -a

https://www.wendangku.net/doc/857855025.html,stat -r

2、TCP 的主要功能是

A .进行数据分组

B .保证可靠传输

C .确定数据传输路径

D .提高传输速度

3、TCP报文段中序号字段指的是

A 数据部分第一个字节

B 数据部分最后一个字节

C 报文首部第一个字节

D 报文最后一个字节

4、TCP报文中确认序号指的是

A 已经收到的最后一个数据序号

B 期望收到的第一个字节序号

C 出现错误的数据序号

D 请求重传的数据序号

5、TCP的确认是对接收到的数据中（）表示确认

A 最高序号

B 第一个序号

C 第二个序号

D 倒数第二个序号

6、TCP发送一段数据报，其序号是35～150，如果正确到达，接收方对其确认的序号为（）

A 36 B150 C 35 D 151

填空题：

7、TCP报文的首部最小长度是20字节

8、TCP报文段中给源端口分配了 2字节的长度

9、TCP报文段中序号字段为 4 字节

10、TCP报文段中的数据偏移实际指明的是TCP报文段首部的长度

11、TCP报文段中，如果要使当前数据报传送到接收方后，立即被上传应用

层，可将 URG 置1

12、TCP协议对每一个要发送字节编了一个号

判断题：

13、TCP报文段中的确认序号只有在ACK=1时才有效（T ）

14、TCP报文段中的PSH字段置1时，表明该报文段需要尽快传输（ T）

15、TCP报文段校验时也需要像UDP协议那样增加一个伪首部（T ）

16、TCP协议是按报文段进行编号的（F ）