网络协议分析与仿真课程设计报告书.doc

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（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）3、 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：0（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 34 or ip.dst eq 34) and( ip.src eq 0 or ip.dst eq 0)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 ; then return 1 if count=0 for var in echo $1 | awk -f. print $1, $2, $3, $4 do echo $var | grep 0-9*$ /dev/null if $? -ne 0 ; then return 1 fi if $var -ge 0 -a $var -le 255 ; then (count=count+1) continue else return 1 fi done if $count -eq 4 ; then return 0 else return 1 fiif $# -eq 0 -o $# -ne 2 then echo usage: shellname filename ipaddress echo just like: package_count.sh http 34 exit 1fiif ! -f $1 then echo the $1 is no exist exit 2fi#echo $2 | grep (0-91,3.)30-91,3 /dev/nullcheckip $2if $? -ne 0 then echo please input effective ip exit 3fi number=grep src: $2 $1 2 /dev/null | wc -l if $number -eq 0 then echo 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synack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synack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-34；目的地址-0； 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finack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 then echo usage: shellname filename echo just like:rtt_count.sh http exit 1fiif ! -f $1 then echo please input an effective file exit 2figrep rtt $1 |awk begins1=0.125; s2=0.875; d1=0.25; d2=0.75 rttnr=$9; line_num=nr end for( i=1; irtti?rttsi-rtti:rtti-rttsi);printf(the number is %dttrtts-%0.8ftrttd-%0.8ftrtts-%0.8fn,i,rttsi,rttdi,rttsi+4*rttdi) (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。访问这些页面过程中采用流水线方式4、 设计技巧及体会通过本次课程设计，我们加深对ip、dsn 、tcp、udp、http等协议的理解；并且通过用wireshark流量分析工具，进行抓包、过滤、筛选等一系列操作获取到有用的数据进行观察、分析、处理。通过观察和处理数据，更加深刻的理解了tcp建立的三次握手、以及释放的四次挥手过程以及更加明确的了解了tcp、udp、http等协议的工作原理，以及他们的作用。而且我们也学会了在linux环境下用shell或perl脚本编程实现一些数据的统计与计算功能，提高了