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TCP实验报告

article 2025/1/9 1:08:13

实验步骤

1、打开Wireshark软件捕捉数据包，在浏览器中访问网站，比如学校官网（IP地址为211.83.176.232）

2、在Wireshark中使用过滤器过滤出tcp包，再选择某一个客户端端口，过滤，只查看这个端口与服务器之间的通信。

3、分析数据包内容，以及通信过程。

理论

tcp报文首部格式

接下来要着重分析的是序号，确认号，以及falg标志字段（URG、AKC、、、）

序号字段：占 4 字节。TCP 连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。

确认号字段：占 4 字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号，也就是当前收到报文的最后一个字节的序号+1。（也可以说是对刚才收到的报文进行确认，如果刚才收到的报文中的序号字段为seq=x，数据部分有n个字节，那么对这个报文的进行确认的报文的确认号字段就要为ack=x+n+1）

标志字段各部分含义：

确认 ACK：只有当 ACK = 1 时确认号字段才有效。当 ACK = 0 时，确认号无效。
推送 PSH (PuSH) ：接收 TCP 收到 PSH = 1 的报文段，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。
复位 RST (ReSeT) ：当 RST = 1 时，表明 TCP 连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。
同步 SYN ：同步 SYN = 1 表示这是一个连接请求或连接接受报文。
终止 FIN (FINish) ：用来释放一个连接。FIN = 1 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。

tcp建立连接的三报文握手

注意：

SYN是标志字段中的同步SYN，为1时表示这个报文是连接请求，或接受连接。
seq是首部中的序号字段，发送方为发送的每一个字节都编上一个序号，序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。由于tcp在进行建立连接或释放连接时，数据部分都为空（seq是数据部分的第一个字节，也是整个报文的最后一个字节），所以如果接收方接收到一个序号为seq=x的报文，那么要对其进行确认的报文的确认号字段就应该为ack=x+1）
客户端与服务器所发送的seq之间是没有必然联系的，它们所发送的seq的值只取决于自己发送的字节数的多少。
但发送方所发送的ack却与刚才收到的seq有关，关系为发送方要发送的ack=刚才收到的报文的seq+刚才收到的报文的数据部分的字节数+1

tcp释放连接的四报文握手

当客户端请求释放连接，并收到服务端的同意后，客户端不能再发送数据，但仍然需要接受数据。服务端既可以发送数据，也可以接受数据（实际上由于客户端不在发送数据了，所以服务器端是收不到的）

实验过程

打开Wireshark捕捉数据包，再打开浏览器访问学校官网（211.83.176.232），官网界面加载出来后关闭浏览器，以免数据太多找不到TCP的FIN释放连接。

对捕获到的结果使用过滤器<font style="color:rgb(192, 52, 29);background-color:rgb(251, 229, 225);">ip.addr==211.83.176.232 and tcp.port == 59845</font>进行过滤，结果如下：

再捕获结果中443是服务器端口，是固定的，59845是客户端的端口，是我从多个端口中选择的一个。为方便表示，下面使用45和43分别表示客户端和服务器。

建立连接

分析前几行的数据包，观察tcp建立连接的过程。

与tcp连接建立的示意图相匹配

45向43请求建立连接的数据包内容

43同意45建立连接的请求的数据包的内容

这里的相对序号可能说的是对于45与43之间通信的序号吧，计算机一旦联网肯定会同时产生很多的tcp数据，为了方便分析，所以这里可能就使用这样的相对序号。

传输数据

关于序号与确认号之间的关系，截取数据传输过程中的一对数据包进行分析

43给45发送一个数据包（记为数据包A），seq=14819，len=1400，也就是说，数据部分是从14819到14819+1400-1=16218之间。所以这个报文的最后一个字节的编号为为16218，数据包A的ACK=1335，说明它希望下一个收到的数据包的seq=1335，也就是数据部分的第一个字节的编号为1335。

45个43发送一个数据包（记为数据包B），seq=1335，刚好就是数据包A所期望收到的。ACK=16219，说明它期望收到的下一个数据包的seq=16219，（也可以理解为是对数据包A的确认），因为数据包A的最后一个字节的编号是16218，如果43还要发送一个数据包，那么这个数据包的编号就应该从16219开始编号。

上图中，43给45发送了很多数据，而45也给43发送数据进行了确认，但为什么43发送的数据的AKC都是1335呢？

因为45虽然给45发送了数据确认，但数据包中只有首部，数据部分为空，而seq的编号是对tcp的数据部分进行编号，数据部分的长度len一直为0，那么无论发送多少个数据包，编号都不会变，所以45的seq一直保持为1335，它既是当前包的数据部分的最后一个字节的编号，也是下一个包的数据部分的第一个字节的编号（seq）。43期望收到45的编号为1335的字节的数据，但由于45一直没有发送数据（数据部分为空），所以43的下一个包也是期望收到1335（ACK=1335）。

当45给43发送数据后，45的seq就变了，43的ACK也随之改变。从上图中的超时的数据包可以看出，45发送了769字节的数据，所以45发送的最后一个字节的编号由原来的1334变为了现在的2103，（1334+769或1335+769-1）。接下来，43期望收到的就是从2104开始的数据了（ACK=2104）。