UDP协议及分析
一、UDP协议
UDP 是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17。
UDP协议的全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。
与所熟知的TCP（传输控制协议）协议一样，UDP协议直接位于IP（网际协议）协议的顶层。根据OSI（开放系统互连）参考模型，
UDP和TCP都属于传输层协议。UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式。一个典型的数据包就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据包的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。
二、UDP协议的主要特点
（1） UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
（2） UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，同时也不使用拥塞控制。
（3） UDP 是面向报文的。UDP 没有拥塞控制，很适合多媒体通信的要求。
（4） UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。（5） UDP 的首部开销小，只有 8 个字节。
三、UDP协议的使用
在选择使用协议的时候，选择UDP必须要谨慎。在网络质量令人十分不满意的环境下，UDP协议数据包丢失会比较严重。但是由于UDP的特性：它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多，因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。比
如我们聊天用的ICQ和QQ就是使用的UDP协议。
四、UDP协议的报头
（1）面向报文的UDP
发送方 UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付 IP 层。UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。
应用层交给 UDP 多长的报文，UDP 就照样发送，即一次发送一个报文。
接收方 UDP 对 IP 层交上来的 UDP 用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。
应用程序必须选择合适大小的报文。
（2）UDP报文的组成
UDP报头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节，具体如下：UDP源端口号、目标端口号、数据报长度、校验值
UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。UDP和TCP协议正是采用这一机制实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。数据发送一方（可以是客户端或服务器端）将UDP数据包通过源端口发送出去，而数据接收一方则通过目标端口接收数据。有的网络应用只能使用预先为其预留或注册的静态端口；而另外一些网络应用则可以使用未被注册的动态端口。因为UDP报头使用两个字节存放端口号，所以端口号的有效范围是从0到65535。一般来说，大于49151的端口号都代表动态端口。
数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总字节数。因为报头的长度是固定的，所以该域主要被用来计算可变长度的数据部分（又称为数据负载）。数据报的最大长度根据操作环境的不同而各异。从理论上说，包含报头在内的数据报的最大长度为65535字节。不过，一些实际应用往往会限制数据报的大小，有时会降低到8192字节。
UDP协议使用报头中的校验值来保证数据的安全。校验值首先在数据发送方通过特殊的算法计算得出，在传递到接收方之后，还需要再重新计算。如果某个数据报在传输过程中被第三方篡改或者由于线路噪音等原因受到损坏，发送和接收方的校验计算值将不会相符，由此UDP协议可以检测是否出错。这与TCP协议是不同的，后者要求必须具有校验值。
许多链路层协议都提供错误检查，包括流行的以太网协议，也许你想知道为什么UDP也要提供检查和校验。其原因是链路层以下的协
议在源端和终端之间的某些通道可能不提供错误检测。虽然UDP提供有错误检测，但检测到错误时，UDP不做错误校正，只是简单地把损坏的消息段扔掉，或者给应用程序提供警告信息。
UDP Helper是实现对指定UDP端口广播报文的中继转发，即将指定UDP端口的广播报文转换为单播报文发送给指定的服务器，起到中继的作用.
（3）UDP 的首部格式
用户数据报 UDP 有两个字段：数据字段和首部字段。首部字段有8 个字节，由 4 个字段组成，每个字段都是两个字节。
五、UDP报文段的校验
UDP首部校验和的计算IP/ICMP/IGMP/TCP/UDP等协议的校验和算法都是相同的，算法如下：
在发送数据时，为了计算IP数据包的校验和。应该按如下步骤：（1）把IP数据包的校验和字段置为0；
（2）把首部看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和；
（3）把得到的结果存入校验和字段中。
在接收数据时，计算数据包的校验和相对简单，按如下步骤：（1）把首部看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和，包括校验和字段；
（2）检查计算出的校验和的结果是否等于零（反码应为16个1）；
（3）如果等于零，说明被整除，校验是和正确。否则，校验和就是错误的，协议栈要抛弃这个数据包。
所谓的二进制反码求和，即为先进行二进制求和，然后对和取反。计算对IP首部检验和的算法如下：
（1）把IP数据包的校验和字段置为0；
（2）把首部看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制求和（注意：求和时应将最高位的进位保存，所以加法应采用32位加法）；（3）将上述加法过程中产生的进位（最高位的进位）加到低16位（采用32位加法时，即为将高16位与低16位相加，之后还要把该次加法最高位产生的进位加到低16位）
（4）将上述的和取反，即得到校验和。
计算UDP检验和的例子
六、附：计算ＵＤＰ检验和的代码
//下面代码片段展现的是在GNU/Linux中具体的计算方式
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct pseudo_head {
uint32_t saddr;
uint32_t daddr;
char zero;
char proto;
unsigned short len;
};
int cal_cksum(char *p)
{
struct iphdr *ip = (struct iphdr *)
(p + sizeof(struct ether_header));
cal_ip_cksum(ip);
struct tcphdr *tcp;
struct udphdr *udp;
char *f = (char *)ip + 20;
switch(ip->protocol) {
case IPPROTO_TCP:
tcp = (struct tcphdr *)f;
tcp->check = 0;
tcp->check = cal_udptcp_cksum(
(unsigned short *)f, ip);
break;
case IPPROTO_UDP:
udp = (struct udphdr *)f;
udp->check = 0;
udp->check = cal_udptcp_cksum(
(unsigned short *)f, ip);
break;
case IPPROTO_IP:
break;
default:
return 1;
}
return 0;
}
inline static void cal_ip_cksum(struct iphdr *ip) {
ip->check = 0;
ip->check = in_cksum((unsigned short *)ip, 20, 0);
}
inline static unsigned short cal_udptcp_cksum(
unsigned short *p, struct iphdr *ip)
{
int len = ntohs(ip->tot_len) - 20;
struct pseudo_head ph;
ph.len = htons(len);
ph.saddr = ip->saddr;
ph.daddr = ip->daddr;
ph.proto = ip->protocol;
ph.zero = 0;
int sum = cal_sum(
(unsigned short *)&ph, sizeof(ph));
return in_cksum(p, len, sum);
}
unsigned short in_cksum(unsigned short *p,
int len, int sum)
{
int n = len;
while(n > 1) {
sum += *p++;
n -= 2;
}
if(n == 1)
sum += *(unsigned char *)p;
sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
sum += (sum >> 16);
unsigned short ret = ~sum;
return ret;
}
inline static int cal_sum(unsigned short *p, int len) {
int sum = 0;
while(len > 0) {
sum += *p++;
len -= 2;
}
return sum;
}
WireShark分析TCP协议 韩承昊3172700 摘要： 利用wireshark分析TCP协议的报文，和其基本行为，包括三 次握手，中间信息的交互，和最后的断开连接。其中通过中间信息的交互，可以看出TCP的累积式确认。 一：基本TCP报文分析 我们来看一个简单的TCP报文，现在蓝字选中的是源端口号，
我们可以看到在这个报文中是14065，下面对应的是相应的二进制代码，我们可以看到的确是16bit。紧随其后的16bit就是目的端口号。 下面是序号，Sequence number: 1169。接下来的32bit是确认号，Acknowledgement number: 19353。再后面是首部长度，Header length: 20 bytes，和未用的3bit数据。 0= Urgent:Not set，1=Acknowledgement: set，0= Push:Not set，0= Reset:Not set，0= Syn:Not set，0= Fin:Not set，这些表示的是一些标识位，是URG紧急标识，ACK确认标识，PSH推送标识，RST、SYN、FIN用于建立和结束连接。window size value：65535 表示接收窗口。 二：三次握手分析 三次握手的第一步，客户机端会向服务器端发送一个特殊的TCP报文段，这个报文段的SYN被置为1，并会发送一个起始序号seq。
我们看到SYN为1，且Sequence number=0，这样，面对这样的请求报文段，服务器听该返回一个SYN=1，返回自己的初始seq，并且要求主机发送下一个报文段的序号，ack=1。下面是服务端实际返回的报文。 正如我们所期待的那样，服务器返回了自己的seq=0，并且要求主机端发送下一个报文段，并且SYN=1。这样主机端就应该返回seq=1，ack=1，要求服务端发送下一个报文，并且SYN=0，结束建立连接阶段，结束三次握手。
TCP和UDP协议简介 从专业的角度说，TCP的可靠保证，是它的三次握手机制，这一机制保证校验了数据，保证了他的可靠性。而UDP就没有了，所以不可靠。不过UDP的速度是TCP比不了的，而且UDP的反应速度更快，QQ就是用UDP协议传输的，HTTP是用TCP协议传输的，不用我说什么，自己体验一下就能发现区别了。再有就是UDP和TCP的目的端口不一样（这句话好象是多余的），而且两个协议不在同一层，TCP在三层，UDP不是在四层就是七层。TCP/IP协议介绍 TCP/IP的通讯协议 这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构，为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行，部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口）之上。确切地说，TCP/IP协议是一组包括TCP 协议和IP协议，UDP（User Datagram Protocol）协议、ICMP（Internet Control Message Protocol）协议和其他一些协议的协议组。 TCP/IP整体构架概述 TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为： 应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。 传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。 网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line 等）来传送数据。 TCP/IP中的协议 以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的： 1．IP 网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。 IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的
实验六使用W i r e s h a r k分析U D P 一、实验目的 比较TCP和UDP协议的不同 二、实验环境 与因特网连接的计算机，操作系统为Windows，安装有Wireshark、IE等软件。 三、实验步骤 1、打开两次TCP流的有关跟踪记录，保存在中，并打开两次UDP流中的有关跟踪文件。如图所示： 图1：TCP 流跟踪记录 图2：UDP流跟踪记录 2、分析此数据包： （1）TCP传输的正常数据： 文件的分组1到13中显示了TCP连接。这个流中的大部分信息与前面的实验相同。我们在分组1到分组3中看到了打开连接的三次握手。分组10到分组13显示的则是连接的终止。我们看到分组10既是一个带有FIN标志的请求终止连接的分组，又是一个最后1080个字节的（序号是3921—5000）的重传。 TCP将应用程序写入合并到一个字节流中。它并不会尝试维持原有应用程序写人的边界值。我们注意到TCP并不会在单个分组中传送1000字节的应用程序写入。前1000个字节会在分组4种被发送，而分组5则包含了1460个字节的数据-----一些来自第二个缓冲区，而另一些来自第三个缓冲区。分组7中含有1460个字节而分组8中则包含剩余的1080个字节。（5000-0=1080） 我们注意到实际报告上的秒是从初始化连接的分组1开始到关闭连接的分组10结束。分组11—13未必要计入接收端应用程序的时间内，因为一旦接收到第一个FIN，TCP层便马上发送一个关闭连接的信号。分组11—13只可能由每台计算机操作系统得TCP层后台传输。 如果我们注意到第一个包含数据的分组4和最后一个分组8之间的时间，我们就大约计算出和由UDP接收端所报告的秒相同的时间。这样的话，增加TCP传输时间的主要原因就是分组10中的重传。公平的说，UDP是幸运的，因为它所有的分组都在第一时间被接受了。
实验一： 一、实验目的 学习使用网络协议分析工具Wireshark的方法，并用它来分析一些协议。 二、实验原理和内容 1、tcp/ip协议族中网络层传输层应用层相关重要协议原理 2、网络协议分析工具Wireshark的工作原理和基本使用规则 三、实验环境以及设备 Pc机、双绞线 四、实验步骤（操作方法及思考题） 1.用Wireshark观察ARP协议以及ping命令的工作过程：（20分） （1）用“ipconfig”命令获得本机的MAC地址和缺省路由器的IP地址；（2）用“arp”命令清空本机的缓存； （3）运行Wireshark，开始捕获所有属于ARP协议或ICMP协议的，并且源或目的MAC地址是本机的包（提示：在设置过滤规则时需要使用（1）中获得的本机的MAC地址）; （4）执行命令：“ping 缺省路由器的IP地址”； 写出（1），（2）中所执行的完整命令（包含命令行参数），（3）中需要设置的Wireshark的Capture Filter过滤规则，以及解释用Wireshark所观察到的执行（4）时网络上出现的现象。 -------------------------------------------------------------------------------- （1）ipconfig/all （2）arp –d （3）( arp or icmp ) and ether host 18-03-73-BC-70-51, ping 192.168.32.254 后的截包信息图片：
首先，通过ARP找到所ping机器的ip地址，本机器发送一个广播包，在子网中查询192.168.32.254的MAC地址，然后一个节点发送了响应该查询的ARP分组，告知及其所查询的MAC地址。接下来，本机器发送3个请求的ICMP报文，目的地段回复了三个响应请求的应答ICMP报文。在最后对请求主机对应的MAC地址进行核查。 2.用Wireshark观察tracert命令的工作过程：（20分） （1）运行Wireshark, 开始捕获tracert命令中用到的消息； （2）执行“tracert -d https://www.doczj.com/doc/681412252.html,” 根据Wireshark所观察到的现象思考并解释tracert的工作原理。 ----------------------------------------------------------- 实验室路由跟踪显示有6个路由器
第7章TCP/UDP协议 主要内容 1.TCP协议基本原理。 2.UCP协议基本原理。 https://www.doczj.com/doc/681412252.html,sat实验。 能力要求 1.理解传输层在OSI体系结构中的地位和作用。 2.了解传输层如何保证通信服务的可靠性。 3.掌握TCP/UDP协议基本原理和报文数据结构。 因为世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异，例如电话交换网、分组交换网、公用数据交换网，局域网等通信子网等，但网络的互联互通的特性决定了它们必须互连，而它们提供的吞吐量、传输速率、数据延迟通信费用各不相同，但对于会话层来说，却要求有一性能恒定的界面，传输层就承担了这一功能。传输层（Transport Layer）是OSI体系结构中重要、关键的一层，负责总体的数据传输和数据控制。传输层提供端到端的交换数据的机制。传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务，对网络层提供可靠的目的地站点信息。传输层协议主要包括TCP/UDP协议。它屏蔽了网络底层技术的差异，使会话层感受不到各种通信子网在技术标准和网络结构上的区别。此外传输层还要具备差错恢复，流量控制等功能。传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址，而是端口。 传输层的最终目的是为会话提供可靠的、无误的数据传输。传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段、数据传送阶段、传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程。在数据传输过程中，传输层要保证提供通信服务的可靠性，避免报文的出错、丢失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。 7.1 传输层功能概述 传输层也称为运输层，是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层，是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层。 传输层功能的目的是为会话提供可靠、无误的数据传输服务。传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段、数据传送阶段、传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程。为完成这一服务，传输层要具备以下基本功能： 199
利用wireshark分析HTTP协议实验报告 姓名：杨宝芹 学号：2012117270 班级：电子信息科学与技术 时间：2014.12.26
利用wireshark分析HTTP协议实验报告 一、实验目的 分析HTTP协议。 二、实验环境 连接Internet的计算机，操作系统为windows8.1； Wireshark，版本为1.10.7； Google Chrome，版本为39.0.2171.65.m； 三、实验步骤 1.清空缓存 在进行跟踪之前，我们首先清空Web 浏览器的高速缓存来确保Web网页是从网络中获取的，而不是从高速缓冲中取得的。之后，还要在客户端清空DNS 高速缓存，来确保Web服务器域名到IP地址的映射是从网络中请求。 2.启动wireshare 3.开始俘获 1)在菜单中选择capture-options，选择网络，打开start。如下图：
2)在浏览器地址栏中输入https://www.doczj.com/doc/681412252.html,，然后结束俘获，得到如下结果： 3)在过滤器中选择HTTP，点击apply，得到如下结果：
在菜单中选择file-save，保存结果，以便分析。（结果另附） 四、分析数据 在协议框中选择“GET/HTTP/1.1”所在的分组会看到这个基本请求行后跟随 着一系列额外的请求首部。在首部后的“\r\n”表示一个回车和换行，以此将该 首部与下一个首部隔开。“Host”首部在HTTP1.1版本中是必须的，它描述了URL 中机器的域名，本实验中式https://www.doczj.com/doc/681412252.html,。这就允许了一个Web服务器在同一 时间支持许多不同的域名。有了这个数不，Web服务器就可以区别客户试图连接 哪一个Web服务器，并对每个客户响应不同的内容，这就是HTTP1.0到1.1版本 的主要变化。User-Agent首部描述了提出请求的Web浏览器及客户机器。接下 来是一系列的Accpet首部，包括Accept（接受）、Accept-Language（接受语言）、 Accept-Encoding（接受编码）、Accept-Charset（接受字符集）。它们告诉Web
这里介绍非常有用的TCP协议和UDP协议的基本原理及通信特点TCP协议原理： TCP（Tranfer Control Protocol）提供面向连接、可靠的字节流服务。在传输数据流前，双方会先建立一条虚拟的通信道。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，一为请求连接，二为同步要求，三为确认发送。详细的讲，TCP连接为接受端的接收缓冲区设置滑动窗口，接收端只允许发送缓冲区能容纳的数据，在滑动窗口的基础上进行流量控制，以防止数据溢出缓冲区。接收端还会在接收时进行TCP数据校验，有错就放弃该分片，不确认其接收，使之超时重发。这就保证数据的准确性和可靠性，同时也相对增加数据量和传输时间。 UDP协议原理： UDP（User Data Protocol）协议是将网络数据量压缩成数据包的形式在网络中进行传输，是一种无连接的协议。使用UDP传输数据时，每个数据段都是一个独立的信息，包括完整的源地址和目的地，在网络上以任何可能的路径传到目的地，因此，能否到达目的地，以及到达目的地的时间和内容的完整性都不能保证。不过UDP报头携带的信息比TCP的少的多，有更多的数据空间。 TCP协议和UDP协议的通信特点： TCP是面向连接的可靠的协议，适用于传输大批量的文件。它提供有效流控、全双工操作和多路复用的服务。
DP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高、对速度要求很高的应用环境（如在线视频）。UDP协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程，所花时间少，此外它的数据密度大，所以它的通信效率高，实时行很好。 此外TCP不能发送广播和组播，只能单播，而UDP可以广播和组播。TCP的传输模式是流模式，UDP的是数据报模式。TCP占用的系统资源较多。UDP段结构比TCP的简单，网络开销小。 总之，速度和可靠性只能二选一，目前最常用的协议是TCP/IP 协议和UDP 协议。而其他的如RMI，SOAP，FTP ，等协议都可以说是构建在这两者之上的。怎么选看环境了。
udp协议设计与实现 一、网络协议栈结构 二、UDP协议功能 无连接传输: 不保证端到端数据传输的可靠性, 一定程度上保证了数据传输实时性, 适合多媒体数据传输. 三、UDP协议设计 1.UDP协议语法
用户数据报: UDP首部+数据,以字节为单位; 其中首部最小为8个字节，包含4个字段； 源端口号：2个字节，发送方应用层协议进程编号； 目的端口号：2个字节，接收方应用层协议进程编号； 长度：UDP首部+数据长度。 校验和：2个字节，伪首部+首部+数据 端口号理解 服务器端口号 周知端口号：数值一般为0~1023。 注册端口号：数值为1024~49151，为没有熟知端口号的应用服
务器程序使用；这个范围的端口号必须在IANA 登记，以防止重复使用。 客户端口号（或动态端口号）：数值为49152~65535，留给客户应用程序暂时使用，由操作系统临时分配。 当服务器进程收到客户进程的报文时，就知道了客户进程所使用的动态端口号；通信结束后，客户端口号立即释放，可供其他客户程序以后使用。 四、UDP协议语义 五、UDP协议时序关系 发送方接收方
UDP报文 UDP报文 发送方或接收方可以随时发送UDP报文给对方。 接收到UDP报文后，检查校验和，如果错误直接丢弃，然后不做任何处理；再检查目的端口号，如果目的端口号对应的上层进程接收队列存在，则接收；否则调用ICMP协议发送端口不可达ICMP差错报告。 五、UDP协议实现 发送方：transport_udp_send.cpp (.h) 定义一个UDP协议数据单元数据结构 定义变量： Struct source_address { Source_ip; Source_port; } Source_port = ; server_port =; Source_address= ;
1 深圳大学实验报告 实验课程名称：计算机网络 实验项目名称：使用wireshark进行协议分析 学院：计算机与软件学院专业：计算机科学与技术 报告人：邓清津学号：2011150146 班级：2班同组人：无 指导教师：杜文峰 实验时间：2013/6/10 实验报告提交时间：2013/6/10 教务处制
一、实验目的与要求 学习使用网络数据抓包软件.学习使用网络数据抓包软件wireshark，并对一些协议进行分析。 二、实验仪器与材料 Wireshark抓包软件 三、实验内容 使用wireshark分析各层网络协议 1.HTTP协议 2.ARP协议，ICMP协议 3.IP协议 4.EthernetII层数据帧 为了分析这些协议，可以使用一些常见的网络命令。例如，ping等。 四、实验步骤 1、安装Wireshark，简单描述安装步骤: 2、打开wireshark，选择接口选项列表。或单击“Capture”，配置“option” 选项。
3.点击start后，进行分组捕获，所有由选定网卡发送和接收的分组都将被捕获。 4. 开始分组捕获后，会出现如图所示的分组捕获统计窗口。该窗口统计显示各类已捕获分组的数量。在该窗口中有一个“stop”按钮，可以停止分组的捕获。
一、分析HTTP协议 1.在浏览器地址栏中输入某网页的URL，如：https://www.doczj.com/doc/681412252.html,。为显示该网页，浏览器需要连接https://www.doczj.com/doc/681412252.html,的服务器，并与之交换HTTP消息，以下载该网页。包含这些HTTP消息的以太网帧(Frame)将被WireShark捕获。 2. 在显示筛选编辑框中输入“http”，单击“apply”，分组列表窗口将只显示HTTP消息。 3.点击其中一个http协议包
实验五使用Wireshark分析TCP协议、实验目的 分析TCP协议 二、实验环境 与因特网连接的计算机，操作系统为Windows，安装有Wireshark、IE等软件。 三、实验步骤 1、捕获一个从你电脑到远程服务器的TCP数据 打开FTP客户端，连接ftp://202.120.222.71,用” TCP为过滤条件，捕获建 立连接和断开连接的数据。 图5.1捕获的TCP数据 （1）连接建立： TCP连接通过称为三次握手的三条报文来建立的。观察以上数据，其中分组10到12显示的就是三次握手。第一条报文没有数据的TCP报文段（分组10）, 并将首部SYN位
设置为1。因此，第一条报文常被称为SYN分组。这个报文段 里的序号可以设置成任何值，表示后续报文设定的起始编号。连接不能自动从1 开始计数，选择一个随机数开始计数可避免将以前连接的分组错误地解释为当前连接的分组。观察分组10，Wireshark显示的序号是0。选择分组首部的序号字段，原始框中显示“9b 8e d1 f5 ”ireshark显示的是逻辑序号，真正的初始序号不是0。如图5.2所示： 图5.2逻辑序号与实际初始序号（分组10） SYN分组通常是从客户端发送到服务器。这个报文段请求建立连接。一旦成功建立了连接，服务器进程必须已经在监听SYN分组所指示的IP地址和端口号。如果没有建立连接，SYN分组将不会应答。如果第一个分组丢失，客户端通常会发送若干SYN分组，否则客户端将会停止并报告一个错误给应用程序。 如果服务器进程正在监听并接收到来的连接请求，它将以一个报文段进行相应，这个报文段的SYN位和ACK位都置为1。通常称这个报文段为SYNACK 分组。SYNACK分组在确认收到SYN分组的同时发出一个初始的数据流序号给
实验三使用Wireshark分析IP协议 一、实验目的 1、分析IP协议 2、分析IP数据报分片 二、实验环境 与因特网连接的计算机，操作系统为Windows，安装有Wireshark、IE等软件。 三、实验步骤 IP协议是因特网上的中枢。它定义了独立的网络之间以什么样的方式协同工作从而形成一个全球户联网。因特网内的每台主机都有IP地址。数据被称作数据报的分组形式从一台主机发送到另一台。每个数据报标有源IP地址和目的IP地址，然后被发送到网络中。如果源主机和目的主机不在同一个网络中，那么一个被称为路由器的中间机器将接收被传送的数据报，并且将其发送到距离目的端最近的下一个路由器。这个过程就是分组交换。 IP允许数据报从源端途经不同的网络到达目的端。每个网络有它自己的规则和协定。IP能够使数据报适应于其途径的每个网络。例如，每个网络规定的最大传输单元各有不同。IP允许将数据报分片并在目的端重组来满足不同网络的规定。 表 DHCP报文
者续借租用 DHCP-ACK DHCP服务器通知客户端可以使用分配的IP地址和配置参 数 DHCP-NAK DHCP服务器通知客户端地址请求不正确或者租期已过期， 续租失败 DHCP-RELEASE DHCP客户端主动向DHCP服务器发送，告知服务器该客户 端不再需要分配的IP地址 DHCP-DECLINE DHCP客户端发现地址冲突或者由于其它原因导致地址不 能使用，则发送DHCP-DECLINE报文，通知服务器所分配的 IP地址不可用 DHCP-INFORM DHCP客户端已有IP地址，用它来向服务器请求其它配置 参数 图 DHCP报文 1、使用DHCP获取IP地址
实验五使用Wireshark分析TCP协议 一、实验目的 分析TCP协议 二、实验环境 与因特网连接的计算机，操作系统为Windows，安装有Wireshark、IE等软件。 三、实验步骤 1、捕获一个从你电脑到远程服务器的TCP数据 打开FTP客户端，连接ftp://202.120.222.71，用”TCP”为过滤条件，捕获建立连接和断开连接的数据。 图5.1 捕获的TCP数据 （1）连接建立： TCP连接通过称为三次握手的三条报文来建立的。观察以上数据，其中分组
10到12显示的就是三次握手。第一条报文没有数据的TCP报文段（分组10），并将首部SYN位设置为1。因此，第一条报文常被称为SYN分组。这个报文段里的序号可以设置成任何值，表示后续报文设定的起始编号。连接不能自动从1开始计数，选择一个随机数开始计数可避免将以前连接的分组错误地解释为当前连接的分组。观察分组10，Wireshark显示的序号是0。选择分组首部的序号字段，原始框中显示“9b 8e d1 f5”。Wireshark显示的是逻辑序号，真正的初始序号不是0。如图5.2所示： 图5.2 逻辑序号与实际初始序号(分组10) SYN分组通常是从客户端发送到服务器。这个报文段请求建立连接。一旦成功建立了连接，服务器进程必须已经在监听SYN分组所指示的IP地址和端口号。如果没有建立连接，SYN分组将不会应答。如果第一个分组丢失，客户端通常会发送若干SYN分组，否则客户端将会停止并报告一个错误给应用程序。 如果服务器进程正在监听并接收到来的连接请求，它将以一个报文段进行相应，这个报文段的SYN位和ACK位都置为1。通常称这个报文段为SYNACK 分组。SYNACK分组在确认收到SYN分组的同时发出一个初始的数据流序号给
简述TCP和UDP协议在通信原理上的区别和相同之处。 TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是基于连接的协议，也就是说，在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，我们这里只做简单、形象的介绍，你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看看这三次对话的简单过程：主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话；主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话；主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。 TCP协议能为应用程序提供可靠的通信连接，使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机，对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。 UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去！ UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如，我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。例如，在默认状态下，一次“ping”操作发送4个数据包（如图2所示）。大家可以看到，发送的数据包数量是4包，收到的也是4包（因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包）。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程，所以它的通信效果高；但也正因为如此，它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息，因此有时会出现收不到消息的情况。 TCP协议和UDP协议各有所长、各有所短，适用于不同要求的通信环境。 其中TCP提供IP环境下的数据可靠传输，它提供的服务[1]包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。通俗说，它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道，然后再进行数据发送；而UDP则不为IP提供可靠性、流控或差错恢复功能。一般来说，TCP对应的是可靠性要求高的应用，而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。TCP支持的应用协议主要有：Telnet、FTP、SMTP等；UDP支持的应用层协议主要有：NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系统）、TFTP（通用文件传输协议）等。 两种协议均是最常见的网络通讯协议,两种协议优缺点同样突出, TCP重安全，轻速度。 遵循三次会话原则。一些比较重要的数据可以用它，可靠性比较高。UDP轻安全，重速度。无连接传输数据协议，简单、不可靠的信息传输服务.
实验3 Wireshark抓包分析TCP和UDP协议 一、实验目的 1、通过利用Wireshark抓包分析TCP和UDP报文,理解TCP和UDP报文的封装格式. 2、理解TCP和UDP的区别。 二、实验环境 与因特网连接的计算机网络系统；主机操作系统为windows；使用Wireshark、IE等软件。 三、实验原理 1、wireshark是非常流行的网络封包分析软件，功能十分强大。可以截取各种网络封包，显示网络封包的详细信息。 2、TCP则提供面向连接的服务。在传送数据之前必须先建立连接，数据传送结束后要释放连接。TCP的首部格式为：
3.UDP则提供面向非连接的服务。UDP的首部格式为： 四、实验步骤 1．如图所示这是TCP的包，下面蓝色的是TCP中所包含的数据。
由截图可以看出来TCP报文中包含的各个数据，TCP报文段（TCP报文通常称为段或TCP报文段），与UDP数据报一样也是封装在IP中进行传输的，只是IP 报文的数据区为TCP报文段。 这是TCP的源端口号
目的端口号10106 序列号是167
确认端口号50547 头长度20字节 窗口长度64578
校验合0x876e 五、实验内容 1．找出使用TCP和UDP协议的应用。 2．利用wireshark抓获TCP数据包。 3．分析TCP数据包首部各字段的具体内容，画出TCP段结构，填写其中内容。4．利用wireshark抓获UDP数据包。 5．分析UDP数据包首部各字段的具体内容，画出UDP段结构，填写其中内容。6．找出TCP建立连接的一组数据包，指出其中的序号和确认号变化。 7．找出TCP关闭连接的一组数据包，指出其中的标志字段数值。
T C P/I P协议与U D P/I P协议的区别TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是面向连接的协议， 也就是说，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。 一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，只简单的描述下这三次对话的简单过程： A ---> B //主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话； A <--- B //主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作） //的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话； A ---> B //主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。 三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B 正式发送数据。 详细点说就是： TCP接通连接要进行3次握手过程 1 主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ,向主机B 请求建立连接,通过这个数据段, 主机A告诉主机B 两件事:我想要和你通信;你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我. 2 主机B 收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事:
我已经收到你的请求了,你可以传输数据了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我 3 主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B 的数据段:"我已收到回复,我现在要开始传输实际数据了 这样3次握手就完成了,主机A和主机B 就可以传输数据了. 3次握手的特点 没有应用层的数据 SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1 握手完成后SYN标志位被置0 TCP断开连接要进行4次 1 当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1,提出停止TCP连接的请求 2 主机B收到FIN后对其作出响应,确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1 3 由B 端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1 4 主机A对主机B的请求进行确认,将ACK置1,双方向的关闭结束. 由TCP的三次握手和四次断开可以看出,TCP使用面向连接的通信方式,大大提高了数据通信的可靠性,使发送数据端 和接收端在数据正式传输前就有了交互,为数据正式传输打下了可靠的基础 名词解释 ACK TCP报头的控制位之一,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段
利用Wireshark进行TCP协议分析 TCP报文首部，如下图所示： 1. 源端口号：数据发起者的端口号，16bit 2. 目的端口号：数据接收者的端口号，16bit 3. 序号：32bit的序列号，由发送方使用 4. 确认序号：32bit的确认号，是接收数据方期望收到发送方的下一个报文段的序号，因此确认序号应当是上次已成功收到数据字节序号加1。 5. 首部长度：首部中32bit字的数目，可表示15*32bit=60字节的首部。一般首部长度为20字节。 6. 保留：6bit, 均为0 7. 紧急URG：当URG=1时，表示报文段中有紧急数据，应尽快传送。 8. 确认比特ACK：ACK = 1时代表这是一个确认的TCP包，取值0则不是确认包。 9. 推送比特PSH：当发送端PSH=1时，接收端尽快的交付给应用进程。 10. 复位比特（RST）：当RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，再重新建立连接。 11. 同步比特SYN：在建立连接是用来同步序号。SYN=1，ACK=0表示一个连接请求报文
段。SYN=1，ACK=1表示同意建立连接。 12. 终止比特FIN：FIN=1时，表明此报文段的发送端的数据已经发送完毕，并要求释放传输连接。 13. 窗口：用来控制对方发送的数据量，通知发放已确定的发送窗口上限。 14. 检验和：该字段检验的范围包括首部和数据这两部分。由发端计算和存储，并由收端进行验证。 15. 紧急指针：紧急指针在URG=1时才有效，它指出本报文段中的紧急数据的字节数。 16.选项：长度可变，最长可达40字节 TCP的三次握手和四次挥手： 第一次握手数据包 客户端发送一个TCP，标志位为SYN，序列号为0，代表客户端请求建立连接。如下图
服务端 // server.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 #include "stdafx.h" #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") #include
用wireshark分析Http 和Dns 报文 一、http请求报文和响应报文 wireshark所抓的一个含有http请求报文的帧： 1、帧的解释 链路层的信息上是以帧的形式进行传输的，帧封装了应用层、传输层、网络层的数据。而wireshark抓到的就是链 路层的一帧。 图中解释： Frame 18：所抓帧的序号是11，大小是409字节 Ethernet ：以太网，有线局域网技术，属链路层 Inernet Protocol：即IP协议，也称网际协议，属网络层 Transmisson Control Protocol：即TCP协议，也称传输控 制协议。属传输层 Hypertext transfer protocol：即http协议，也称超文本传 输协议。属应用层 图形下面的数据是对上面数据的16进制表示。
2、分析上图中的http请求报文 报文分析： 请求行： GET /img/2009people_index/images/hot_key.gif HTTP/1.1 方法字段/ URL字段/http协议的版本 我们发现，报文里有对请求行字段的相关解释。该报文请求的是一个对象，该对象是图像。 首部行： Accept: */* Referer: https://www.doczj.com/doc/681412252.html,/这是网站网址 Accept-Language: zh-cn 语言中文 Accept-Encoding: gzip, deflate 可接受编码，文件格式User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Window s NT 5.1; SV1; CIBA; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 1.1.4322; .NET CLR 3.0.04506.30; 360SE) 用户代理，浏览器的类型是Netscape浏览器；括号内 是相关解释 Host: https://www.doczj.com/doc/681412252.html,目标所在的主机 Connection: Keep-Alive 激活连接 在抓包分析的过程中还发现了另外一些http请求报文中所特有的首部字段名，比如下面http请求报文中橙黄色首部字段名：
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是面向连接的协议， 也就是说，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。 一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，只简单的描述下这三次对话的简单过程： A ---> B //主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话； A <--- B //主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作） //的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话； A ---> B //主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。 三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A 才向主机B正式发送数据。 详细点说就是： TCP接通连接要进行3次握手过程 1 主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ,向主机B 请求建立连接,通过这个数据段, 主机A告诉主机B 两件事:我想要和你通信;你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我. 2 主机B 收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事: 我已经收到你的请求了,你可以传输数据了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我 3 主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B 的数据段:"我已收到回复,我现在要开始传输实际数据了
这样3次握手就完成了,主机A和主机B 就可以传输数据了. 3次握手的特点 没有应用层的数据 SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1 握手完成后SYN标志位被置0 TCP断开连接要进行4次 1 当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1,提出停止TCP连接的请求 2 主机B收到FIN后对其作出响应,确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK 置1 3 由B 端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1 4 主机A对主机B的请求进行确认,将ACK置1,双方向的关闭结束. 由TCP的三次握手和四次断开可以看出,TCP使用面向连接的通信方式,大大提高了数据通信的可靠性,使发送数据端 和接收端在数据正式传输前就有了交互,为数据正式传输打下了可靠的基础 名词解释 ACK TCP报头的控制位之一,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段 都收到了.比如,确认号为X,则表示前X-1个数据段都收到了,只有当ACK=1时,确认号才有效,当ACK=0时,确认号无效,这时会要求重传数据,保证数据的完整性. SYN同步序列号,TCP建立连接时将这个位置1 FIN发送端完成发送任务位,当TCP完成数据传输需要断开时,提出断开连接的 一方将这位置1 UDP（User Data Protocol，用户数据报协议） （1）UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
竭诚为您提供优质文档/双击可除 udp协议号 篇一：udp通信协议简介 一、udp概述 1、udp是一种基本的通信协议，只在发送的报文中增加了端口寻址和可选的差错检测功能。 2、udp不是一种握手信息协议，不能确认接收到的数据或交换其他流量控制信息。 3、udp是一种非连接协议，计算机在使用udp发送报文之前，不要求远程已联网或指定的目的端口可用于通信。正因为如此，将udp称为不可靠协议，即如果只使用udp，则发送方不知道目的主机何时是否接收到报文。 4、定义udp的文档是RFc0768:userdatagramprotacal。在标准std0006中也获得通过。 5、使用udp发送报文的计算机将报文置于udp数据报中。udp数据报由报头及其后面包含报文的报文组成。 6、发送计算机将udp数据报置于ip数据报的数据字段中。在以太网中，ip数据报存放在以太网帧的数据字段中。接收到以太网帧后，目的计算机网络栈将udp数据报的数据
部分传递给数据报报头指定的端口或进程。 7、udp的大多数功能不如tcp，所以udp的实现要简单些，更适合于特定的应用场合。如果需要，则可在使用udp 进行通信时自定义握手协议。例如：接收接口在接收到报文之后，将返回包含确认代码或其他请求信息的响应。如果发送方在合理的时间内没有接收到响应信息，就会重新发送报文。但是，如果应用程序需要的不仅仅是最基本的握手或流量控制，则应该考虑使用tcp而不是udp进行重构。 8、udp有一个tcp没有的功能，就是可将报文发送到多个目的主机，包括向局域网内所有的ip地址以广播方式发送，或者向指定的ip地址以组播方式发送。对于tcp而言，广播和组播都不现实，因为源主机必须与所有目的主机握手。 二、udp报头 udp报头由4个字段组成，后面紧接着是要传输的数据。 1、源端口号：源端口号标识发送报文的计算机端口或 进程。长度2字节，可选，如果接收进程不需要知道发送数据报的进程，则该字段可置为0。 2、目的端口号：目的端口号标识接收报文的目的主机 端口或进程。2字节。 3、数据报长度：指整个数据报的长度，以字节为单位，包括报头，最大值为65535。该字段为2字节。 4、udp检验和：是根据udp数据报和伪报头计算得到的