三次握手协议的工作过程分析.doc

课课程程设设计计报报告告 课程名称 课程名称 计算机网络 设计题目设计题目 三次握手协议的工作过程分析 系系 别 别 计算机 专专 业 业 计算机科学与技术 组组 别 别 第七组 起止日期起止日期 2011 年 11 月 25 日 2011 年 12 月 2 日 指导教师指导教师 计算机科学与技术系计算机科学与技术系二零一二零一 一一年制年制 课程设计任务书课程设计任务书 课程设计题目三次握手协议的工作过程分析 组长学号2011220126班级计专 112 系别计算机专业计算机科学与技术 组员 指导教师 课程设计目的 掌握 TCP 的连接建立 课程设计所需环境 Ethereal 抓图软件及 WinPcap 工具 课程设计任务要求掌握三次握手协议工作原理 课程设计工作进度计划 序号起止日期工 作 内 容分工情况 012011125 20111126查找资料 了解 tcp 连接 的建立过程 全组成员 0220111127查询并下载抓包工具 0320111128熟悉抓包软件的使用全组成员 0420111129 2011113 0 上机实验 利用抓包软 件对 tcp 的三次握手进行 监控并收集数据 全组成员 0520111201对所收集的数据进行分 析 整理 全组成员 0620111202编写课程设计报告 指导教师签字 年 月 日 教研室审核意见 教研室主任签字 年 月 日 目目 录录 1 1 问问题题描描述述 3 2 2 问问题题分分析析 2 3 3 需需求求分分析析 3 4 4 概概要要设设计计 3 5 5 详详细细设设计计 3 5 5 1 1 客客户户端端向向服服务务器器发发送送请请求求 3 5 5 2 2 服服务务器器向向客客户户端端回回复复同同意意连连接接的的响响应应 5 5 5 3 3 客客户户端端向向服服务务器器发发送送确确认认信信息息 6 课课程程设设计计总总结结与与体体会会 8 致致谢谢 8 参参考考文文献献 8 三次握手协议三次握手协议 1 1 问题描述问题描述 1 TCP 是面向连接的协议 运输连接是用来传送 TCP 报文的 TCP 运输连接的建立和释 放是每一次面向连接的通信中必不可少的过程 因此 运输连接就有三个阶段 即 连 接建立 数据传送和连接释放 运输连接的管理就是使运输连接的建立和释放都能正常 地进行 本课程设计要解决运输连接的建立能正常地进行 2 2 问题分析问题分析 第一次握手 客户端向服务器问好 问咱俩能不能通信 并告知服务器自己的序列号为 x 其中 x 为 机器随机产生的一个数字 第二次握手 服务器收到来自客户端的序列号 x 当服务器认为可以与客户端通信 就发出回应 置 确认号为 x 1 并告知客户端自己的序列号为 y 其中 y 也是随机生成 第三次握手 客户端接收到来自服务器的确认号 x 1 时 知道服务器答应与自己通讯了 于是置下一 次正式传输数据开始的序列号为 x 1 同时置确认号为 y 1 表示告知服务器我收到你 的应答了 数据传输可以开始 三次握手与现实生活中的预约很相似 客人问主人有没有空接收来访 主人回应客户有 空就允许客户来访 当然 计算机世界里更文明 主人回应有空的同时还会问客户什么 时候方便来访 经过三次的沟通 大家才达成最后的约定 在 TCP 连接建立过程中要解决以下三个问题 1 要使每一方能够确知对方的存在 2 要允许双方协商一些参数 如最大窗口值 是否使用窗口扩大选项和时间戳选项 2 以及服务质量等 3 能够对运输实体资源 如缓存大小 连接表中的项目等 进行分配 3 3 需求分析需求分析 通过 Ethereal 抓图软件及 WinPcap 工具来进一步掌握 TCP 连接建立的过程即三次握手 开发环境 Ethereal 开发工具 WinPcap 工具 Ethereal 是当前较为流行的一种计算机网络调试和数据包嗅探软件 是一种开发源 代码的许可软件 允许用户向其中添加改进方案 在实时时间内 从现在网络连接处捕 获数据 或者从被捕获文件处读取数据 还具有设计完美的 GUI 和众多分类信息及过滤 选项 用户通过 Ethereal 同时将网卡插入混合模式 可以查看到网络中发送的所有通信 流量 Ethereal 应用于故障修复 分析 软件和协议开发以及教育领域 它具有用户对协 议分析器所期望的所有标准特征 并具有其它同类产品所不具备的有关特征 WinPcap 是 Windows 平台下访问网络数据链路层的开源库 该库已达到工业标准 的应用要求 WinPcap 允许应用程序绕开网络协议栈来捕获与传递网络数据包 并具 有额外的有用特性 包括内核层的数据包过滤 一个网络统计引擎与支持远程数据包 捕获 4 4 概要设计概要设计 TCP 连接的建立采用客户服务器方式 主动发起连接建立的应用进程叫做客户 client 而被动等待连接建立的应用进程叫做服务器 server 三次握手 客户端 A 发送一个报文给服务器 B 服务器 B 发回确认 然后客户端 A 再加以确认 来回共三次 TCP 是主机对主机层的传输控制协议 提供可靠的连接服务 采用三次握手确认 建立一个连接 位码即 tcp 标志位 有 6 种标示 SYN synchronous 建立联机 ACK acknowledgement 确认 PSH push 传送 FIN finish 结束 RST reset 重置 URG urgent 紧急 Sequence number 顺序号码 Acknowledge number 确认号码 5 5 详细设计详细设计 5 15 1 客户端向服务器发送请求客户端向服务器发送请求 实验时 本机地址为 10 255 76 231 作为客户端 服务器的地址为 220 181 2 225 打开 Ethereal 在菜单栏上选择 Capture 选中 options 选项 在弹 出的窗口中确认 Capture Filter 一栏为空 选择 Capture 按钮 如图 开始监控网 络 3 停止后会显示这段时间客户端的通信情况 如图 选中其中一项 表示第一次握手 其协议是 tcp 以 10 255 76 231 为客户端 地址 以 220 181 2 225 为服务器地址 点击后其具体信息将显示在下方 4 可以看出其源端口号为 54483 目的端口号为 80 序号为 f365d1a4 头部长 度为 32bytes 如图 第一次握手是随机产生的序列号 此时的 SYN 位为 1 URG ACK PSH RST FIN 位都为 0 表示客户端向服务 器发送连接建立的请求 第一次握手时仅 SYN 置 1 5 25 2 服务器向客户端回复同意连接的响应服务器向客户端回复同意连接的响应 点击下一条 表示第二次握手 可以发现服务器 220 181 2 225 向客户端 10 255 76 231 回复同意连接的响应 5 具体信息如下 随机给自己选择一个序列号 第一次的序号加 1 从中可以看出在响应的报文段中 SYN 和 ACK 段都已经置 1 其余位都为 0 随机给自己选择的序列号为 66bde6f8 确认号 ack 为 f365d1a5 这时看到服务 器回应的确认号 上一次握手客户端发过来序号 1 并且为自己选择了一个初始序号 0 源端口号变为 80 目的端口号变为 54483 5 35 3 客户端向服务器发送确认信息客户端向服务器发送确认信息 点击第三条 表示第三次握手 其详细信息如下 6 第二次的序号加 1 此时报文的 ACK 段为 1 其余位都为 0 确认号 ack 为 66bde6f9 这时看到 本机回应的确认号 上一次握手服务器发过来序号 1 而自己的序号也为 f365d1a5 此时三次握手完成 tcp 的连接已完成 到此 用抓包软件检测 tcp 的连接结束 tcp 连接完成 7 实验中 每次的数据变化如下表 源地址目的地址源端 口 目 的 端 口 seq 序号 Ack 确认号 控 制 位 SY N 控制位 ACK 其余控 制位 第 一 次 握 手 10 255 76 231220 181 2 2255448380f365d1a40100 第 二 次 握 手 220 181 2 22510 255 76 23180544 83 66bde6f8f365d1a5110 第 三 次 握 手 10 255 76 231220 181 2 2255448380f365d1a566bde6f9010 课程设计总结与体会课程设计总结与体会 大家一起进行组队课程设计 让我们深深