网络工程《计算机网络》学生实验报告

其他成员

（教师签名）

实验目的：

1、掌握 Socket 通信协议实现的方法，能够使用至少一种语言编写通信程序；

2、理解 TCP 与 UDP 通信实现的方法和过程，理解报文段封装的作用，掌握可靠传输

实现的方法；

3、理解 TCP 三次握手建立连接、数据传输、四次挥手拆除连接的方法和过程。

实验要求：

1、使用Java/C/C++/C#/Python 等语言编写Socket 通信程序。

2、基于TCP 的 SOCKET 通信测试及验证。

3、TCP 通信过程分析

实验原理：

1、Socket

Socket 本质是编程接口(API)，对 TCP/IP 的封装，TCP/IP 为网络服务和应用提供 Socket 编程接口，当前主要的 Socket 编程主要有SOCK_STREAM (TCP)、SOCK_DGRAM (UDP) 工作在传输层，SOCK_RAW 工作在网络层。

2、 TCP 报文封装及通信过程

TCP 在IP 层提供的不可靠服务基础上实现可靠数据传输服务，流水线机制传输，使用累积确认确认传输，并使用单一重传定时器和收到重复ACK 确认传输失败，进行重传。

TCP 段结构包含。

源地址端口、目的端口，16 位字段，发送接收该报文段的主机中应用程序的端口号。

序号(segment 第一个字节的编号)、确认号(接收方期望从对方接受的字节编号), Flag(URG: 紧急数据标志位;ACK:确认标志位;PSH:请求推送位,发送了数据;RST:连接复位;SYN:建立连接， 让连接双方同步序列号;FIN:释放连接)。

窗口大小： TCP 的窗口大小，以字节为单位。最大长度是 65535 字节（16 位）。

检验和：将传输层传输层伪首部与首部字段求和并校验，保证数据的完整性和准确性。

实验内容：

1、使用Java/C/C++/C#/Python 等语言编写Socket 通信程序。

2、基于TCP 的 SOCKET 通信测试及验证。

3、TCP 通信过程分析

1、安装有 Wireshark 的客户端；

2、安装并配置有 C运行环境的服务器及客户端；

3、相对稳定的无线局域网环境

1、端口扫描编程及本地服务器测试：

端口扫描结果

抓包，包含有三次握手和四次挥手

分析三次握手和四次挥手客户端和服务器端的过程（各阶段的状态）

例如：

2、Socket通信编程代码：

只需要核心代码，bind，listen和accept以及connection等

3、进行socket通信测试，收到来自服务器端发来的消息（学号姓名）：

4、传输层协议及通信过程分析：

分析过程及序列号和确认号计算：

两个同学一组，互相发送学号姓名缩写，然后先计算sequence number 和ack number，然后再抓包验证每个过程并标记出来。

5、Segment分段测试验证：

①准备一个大于 1460 倍数的字符串：

②进行 TCP 传输，在服务器端捕捉报文，分析分段情况：

②进行 UDP传输，在服务器端捕捉报文，分析分段情况：

udp抓包

1 没有三次握手

2 发送超过接收窗口的报文，验证分段segment只有1个 但是发送的报文在网络层通过数据报分片，验证了UDP和网络层只提供尽力而为的服务，客户端未必能接收（无法分解到进程）

6、RST测试验证：

重连发生RST的抓包情况