网络协议分析课程设计-web流量分析.doc

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l 加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解；l 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l 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SYNACK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FINACK的设置。（7） 针对（5）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. 浏览器分析链接指向页面的url2. 浏览器向dns请求解析url的ip地址3. Dns解析出ip地址4. 浏览器与服务器建立tcp连接（ip地址，端口80）5. 浏览器发出取文件命令6. 服务器给出响应，将指定文件发给浏览器7. 释放tcp连接8. 浏览器显示文件内容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？ 访问请求分组应答分组由上可知：传输层使用了udp协议，本机端口号57949，服务器端口号：53由下可知：的ip地址为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） 1.过滤： 2.将数据导出到ip.txt文件中 3.执行下面脚本 echo ip.txt | grep No. | wc -l 统计出共有66个请求包 4.同理可得共有66个应答包 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SYNACK的设置。 1.过滤 2.三次握手包如下： 3. 绘图如下： 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？ 1.该tcp连接的四元组为：本机 IP：1. 端口：80， 目的IP：. 端口：2141 2.第三次握手包的len为0，没有携带数据 3.第四个包的seq与第三次握手报的seq相同为1，没有消耗序号。 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FINACK的设置。情况一（谷歌浏览器）：1.过滤：2.找到fin包如下图：3.绘图如下：情况二（用IE浏览器）： 1.过滤： 2.找到fin包如下图： 3.绘图如下： 7. 针对（5）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？ 1.释放连接是由服务器发起的，FIN报文段不携带数据。(len=0) 2.消耗一个序号(138124-138125） 3.FIN报文段的序号是138124，因为前一个包对方给出的Ack数值是138124. 也就是说138124以前的数据包正确到达，FIN包从138124序号开始。8.在该TCP连接的数据传输过程中，找出每一个（客户）发送的报文段与其ACK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） 公式：报文段的往返时间RTT（Round-Trip Time） 新的RTTs =（1-a）*（旧的RTTs）+ a*（新的RTT样本值） 新的RTTD = （1-b）*(旧的RTTD) + b*| RTTs 新的RTT样本| 超时重传时间RTO = RTTs + 4 * RTTD;1.过滤：2.导出到rtt.txt文件中3.脚本编程如下：#!/bin/bashrtts=0rttd=0temp=0rto=0cat rtt.txt | grep The RTT to ACK the segment was: |cut -d: -f 2 |cut -d -f 2| while read rttdo rtts=echo 0.875*$rtts + 0.125*$rtt | bc temp=echo $rtts - $rtt | bc | tr -d - rttd=echo 0.75*$rttd + 0.25*$temp | bc rto=echo 4*$rttd + $rtts | bc echo $rtt $rto log.txtDone4.运行结果RTT RTO0.001052000 0.0010520000.000019000 0.0009062450.005283000 0.0058746040.000027000 0.0051488310.000023000 0.0045154840.000016000 0.0039647090.000018000 0.0034783620.000016000 0.0030525590.000019000 0.0026759839.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。请求字段应答字段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。）情况一：短时间1. 过滤：2. 在相同的tcp流中查找到了两条不同的GET网页 分别为西邮主页和“西邮机构设置”网页，由于两个网页在同一个网站中，所以在同一个tcp连接中。（截图如下） 情况二：长时间1.过滤：2.在相隔了0.0018个time段后，前3个包是一个tcp连接，第四个是另一个tcp连接。如下图所示。原因：http/1.1使用了持续连接,在发送响应一段时间后任然保持连接,当继续访问当前服务器其他资源时,不用建立新连接.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）1.非流水线方式：客户在收到前一个响应之后才能发出下一个请求。 2.流水线方式：客户在受到HTTP响应报文之前就能够接着发送新的报文请求。 流水线工作方式使TCP连接中的空闲时间减少，提高了传输效率访问这些页面（同一网站的不同页面）的过程中，采用了流水线