课程名称计算机网络
实验项目实验三传输控制协议TCP 实验仪器网络协议仿真教学系统
系别计算机学院
专业
班级/学号
学生姓名
实验日期
成绩_______________________
指导教师
课程名称计算机网络
实验项目实验三传输控制协议TCP 实验仪器网络协议仿真教学系统
系别计算机系
专业
班级/学号
学生姓名
实验日期
成绩_______________________
指导教师高卓
实验三传输控制协议TCP
一、实验目的:
1. 掌握TCP协议的报文格式
2. 掌握TCP连接的建立和释放过程
3. 掌握TCP数据传输中编号与确认的过程
4. 掌握TCP协议校验和的计算方法
5. 理解TCP重传机制
二、实验原理:
一. TCP报文格式
16位源端口号16位目的端口号
32位序号
32位确认序号
4位首部长度保留（6
位）
U
R
G
A
C
K
P
S
H
R
S
T
S
Y
N
F
I
N
16位窗口大小16位校验和16位紧急指针
选项
数据
二. TCP连接的建立
TCP是面向连接的协议。在面向连接的环境中，开始传输数据之前，在两个终端之间必须先建立一个连接。对于一个要建立的连接，通信双方必须用彼此的初始化序列号seq和来自对方成功传输确认的应答号ack（指明希望收到的下一个八位组的编号）来同步，习惯上将同步信号写为SYN，应答信号写为ACK。
整个同步的过程称为三次握手，如图：
三.TCP连接的释放
对于一个已经建立的连接，TCP使用四次握手来结束通话（使用一个带有FIN附
加标记的报文段）。如图：
四. TCP重传机制
TCP每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到期，但还没有收到确认，就要重传这一报文段。
三、实验环境配置:
该实验采用网络结构图。
说明：IP地址分配规则为主机使用原有IP，保证所有主机在同一网段内。
四、实验内容：
按照拓扑结构图连接网络，使用拓扑验证检查连接的正确性。
练习一：察看TCP连接的建立和释放
1.主机B、C、D启动协议分析器进行数据捕获,并设置过滤条件（提取TCP 协议）。
2.主机C打开TCP工具，类型选择“服务器”，端口填写大于1024的值；点击“创建”，如果端口被占用则选择其它。主机A打开TCP工具，类型选择“客户端”，地址填入主机C的IP地址；在端口填入主机C的TCP工具监听的端口；点击[连接]按钮进行连接。
TCP连接建立时，前两个报文的首部都有一个“maximum segment size”字段，它的值是多少？作用是什么？结合IEEE802.3协议规定的以太网最大帧长度分
4.主机A断开与主机C的TCP连接。
结合步骤3、5所填的表，理解TCP的三次握手建立连接和四次握手的释放连接过程，理解序号、确认号等字段在TCP可靠连接中所起的作用。
SYN ……0. ……0. ……0. ……0.
建立连接：
服务器：
客户端：
捕获的包文：
问题：
TCP连接建立时，前两个报文的首部都有一个“maximum segment size”字段，它的值是多少？作用是什么？结合IEEE802.3协议规定的以太网最大帧长度分析此数据是怎样得出的。
答：“maximum segment size”字段的值是1460。其作用在网络上传输的最大段尺寸，由发送端指定的，maximum segment size=MTU-20(IP首部)-20（TCP
首部）
断开连接：说明：
序号：表示本报文段的第1个字节的序号而不是本报文段的序号。
确认号：表示期望接收的对方的下一个报文段的第1个字节的序号，而不是指已经正确接收的报文段的最后一个字节的序号。
练习二：利用仿真编辑器编辑并发送TCP数据包
本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组，现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。
在本实验中由于TCP连接有超时时间的限制，故仿真编辑器和协议分析器的两位同学要默契配合，某些步骤（如计算TCP校验和）要求熟练、迅速。
为了实现TCP三次握手过程的仿真，发送第一个连接请求帧之前，仿真端主机应该使用“仿真编辑器/工具菜单/TCP屏蔽/启动屏蔽”功能来防止系统干扰（否则计算机系统的网络会对该请求帧的应答帧发出拒绝响应）。
通过手工编辑TCP数据包实验，要求理解实现TCP连接建立、数据传输以及断开连接的全过程。在编辑的过程中注意体会TCP首部中的序列号和标志位的作用。
首先选择服务器主机上的一个进程作服务器进程，并向该服务器进程发送一个建立连接请求报文,对应答的确认报文和断开连接的报文也编辑发送。其步骤如下：
1.主机B启动协议分析器捕获数据，设置过滤条件（提取HTTP协议）。
2.主机A上启动仿真编辑器，在界面初始状态下，程序会自动新建一个单帧，可以利用仿真编辑器打开时默认的以太网帧进行编辑。
3.填写该帧的以太网协议首部，其中：
源MAC地址：主机A的MAC地址。
目的MAC地址：服务器的MAC地址。
协议类型或数据长度：0800（IP协议）。
4.填写IP协议头信息，其中：
高层协议类型：6（上层协议为TCP）。
总长度：40（IP首部+TCP首部）。
源IP地址：主机A的IP地址。
目的IP地址：服务器的IP地址(172.16.0.10)。
其它字段任意。
应用前面学到的知识计算IP首部校验和。
5.填写TCP协议信息，其中：
源端口：任意大于1024的数，不要使用下拉列表中的端口。
目的端口：80（HTTP协议）。
序列号：选择一个序号ISN（假设1942589885），以后的数据都按照这个来填。
确认号：0。
首部长度和标志位：5002（即长度20字节，标志SYN=1）。
窗口大小：任意。
紧急指针：0。
使用协议仿真编辑器的“手动计算”方法计算校验和；再使用协议仿真编辑器的“自动计算”方法计算校验和。将两次计算结果相比较，若结果不一致，则重新计算。
