計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)?zāi)０?docx

1、電子與信息工程系實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 第四層（應(yīng)用層）觀(guān)察 課程名稱(chēng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)姓名 XX 學(xué)號(hào) Xx日期 XX地點(diǎn) XX成績(jī)教師 XX老師b.實(shí)驗(yàn)原理：網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)工具：netstat命令、nbtstat命令、ping命 令 tracert命令。命令的具體格式與參數(shù)可以參考相關(guān) 技術(shù)手冊(cè)。網(wǎng)絡(luò)故障分析與監(jiān)測(cè)工具：Fluke Networks 的 OptiViewSolarWindsMRTG網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)軟件RG-PATSC.實(shí)驗(yàn)步驟：步驟一：netstat命令步驟二：nbtstat命令步驟三：tracer命令步驟四：編輯并發(fā)送幀序列，捕獲數(shù)據(jù)并分析 步驟五：性能分析步驟六：大量數(shù)據(jù)幀的分析四、思考題1.

2、 （FTP協(xié)議分析）在A(yíng)CTIVE模式的FTP中，服務(wù)器端為何使 用20和21兩個(gè)端口，其作用分別是什么？客戶(hù)端與這兩個(gè)端口建立 起的連接分別是誰(shuí)（客戶(hù)端還是服務(wù)器端）主動(dòng)發(fā)起的？答：FTP使用雙向的多個(gè)連接，而且使用的端口很難預(yù)計(jì)。一般，F(xiàn)TP 連接包括一個(gè)控制連接與幾個(gè)數(shù)據(jù)連接?？刂七B接傳遞客戶(hù)端的命令和服務(wù)器端對(duì)命令的響應(yīng)。它使用服 務(wù)器的21端口，生存期是整個(gè)FTP會(huì)話(huà)時(shí)間。兒個(gè)數(shù)據(jù)連接用于傳輸文件和其它數(shù)據(jù)，例如：目錄列表等。這 種連接在需要數(shù)據(jù)傳輸時(shí)建立，而一旦數(shù)據(jù)傳輸完畢就關(guān)閉，每次使 用的端口也不一定相同。而且，數(shù)據(jù)連接既可能是客戶(hù)端發(fā)起的，也 可能是服務(wù)器端發(fā)起的。2. （T

3、CP傳輸控制協(xié)議分析）TCP在建立連接時(shí)為什么需要3次 握手，而斷開(kāi)連接是需要4次握手？答：通過(guò)查找資料，有如下兩種解釋?zhuān)海?）TCP建立連接要進(jìn)行3次握手，而斷開(kāi)連接要進(jìn)行4次，這 是由于TCP的半關(guān)閉造成的，因?yàn)門(mén)CP連接是全雙工的（即數(shù)據(jù)可在兩 個(gè)方向上同時(shí)傳遞）所以進(jìn)行關(guān)閉時(shí)每個(gè)方向上都要單獨(dú)進(jìn)行關(guān)閉， 這個(gè)單方向的關(guān)閉就叫半關(guān)閉。關(guān)閉的方法是一方完成它的數(shù)據(jù)傳輸 后，就發(fā)送一個(gè)FIN來(lái)向另一方通告將要終止這個(gè)方向的連接.當(dāng)一 端收到一個(gè)FIN,它必須通知應(yīng)用層TCP連接已終止了這個(gè)方向的數(shù) 據(jù)傳送，發(fā)送FIN通常是應(yīng)用層進(jìn)行關(guān)閉的結(jié)果。（2）服務(wù)端的LISTEN狀態(tài)下的SOCKET當(dāng)

4、收到SYN報(bào)文的建立 連接請(qǐng)求后，它可以把ACK和SYN （ACK起應(yīng)答作用，而SYN起同步 作用）放在一個(gè)報(bào)文里來(lái)發(fā)送。但關(guān)閉連接時(shí)，當(dāng)收到對(duì)方的FIN報(bào) 文通知時(shí)，它僅僅表示對(duì)方?jīng)]有數(shù)據(jù)發(fā)送給你了；但未必你所有的數(shù) 據(jù)都全部發(fā)送給對(duì)方了，所以你可以未必會(huì)馬上會(huì)關(guān)閉SOCKET,也即 你可能還需要發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對(duì)方之后，再發(fā)送FIN報(bào)文給對(duì)方來(lái)表 示你同意現(xiàn)在可以關(guān)閉連接了，所以它這里的ACK報(bào)文和FIN報(bào)文多 數(shù)情況下都是分開(kāi)發(fā)送的。3. （TCP傳輸控制協(xié)議分析）請(qǐng)舉例說(shuō)明日常應(yīng)用中，哪些應(yīng) 用在傳輸層采用TCP,哪些應(yīng)用在傳輸層采用UDP?答：TCP能保證傳輸層的可靠傳輸，因此大部分網(wǎng)

5、絡(luò)應(yīng)用均采用TCP 協(xié)議。UDP協(xié)議常常應(yīng)用與對(duì)于網(wǎng)絡(luò)游戲，視頻聊天，語(yǔ)音聊天這種應(yīng) 用，由于用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求很高，而對(duì)數(shù)據(jù)完全正確性的要求 又有所降低。而當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)傳輸物理介質(zhì)的高速提升（光纖）也降低了數(shù) 據(jù)包丟失的幾率。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)很好的時(shí)候，UDP協(xié)議的這兩個(gè)缺點(diǎn)又 可以很大程度上被克服。4. （TCP傳輸控制協(xié)議分析）當(dāng)出現(xiàn)超時(shí)沒(méi)有收到確認(rèn)報(bào)文時(shí), TCP連接默認(rèn)會(huì)進(jìn)行幾次重傳？答：查找資料可知：a.放棄連接前最少執(zhí)行的重傳次數(shù)：/proc/sys/net/ipv4/tcp_retriesl （默認(rèn)值是 3）b.放棄連接前最多執(zhí)行的重傳次數(shù)：/proc/sys/net/ipv4/tc

6、p retries2 （默認(rèn)值是 15）5. （網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)及故障分析）在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)上的峰 值流量是多少？答：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有觀(guān)測(cè)這一項(xiàng)。6. （網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)及故障分析）網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)性能?chē)?yán)重下降的 情況，如果有，分析產(chǎn)生的原因。答：貌似觀(guān)察到了。原因分析如下：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（信息插座、水晶頭、網(wǎng)線(xiàn)、接口等）出現(xiàn)老化；大流量應(yīng)用變多，搶占了大量的帶寬，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)變慢； 內(nèi)網(wǎng)中有病毒攻擊；存在內(nèi)網(wǎng)的電腦中都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，路由器交換機(jī)性能下 降。7. （網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)及故障分析）請(qǐng)分析在真實(shí)的廣域網(wǎng)環(huán)境中, UDP與TCP協(xié)議的使用情況。答：TCP協(xié)議基于連接的，即時(shí)性不好，但是是靠性傳輸，保證數(shù)

7、據(jù) 的正確。UDP協(xié)議是非連接的，但是時(shí)時(shí)性好，是不可靠傳輸。是故TCP協(xié)議常常應(yīng)用與實(shí)時(shí)性不高、但安全要求較高的應(yīng)用; UDP協(xié)議常常應(yīng)用與對(duì)于網(wǎng)絡(luò)游戲，視頻聊天，語(yǔ)音聊天這種應(yīng)用。五、實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題與感想1. 杜鵬程的感想本次實(shí)驗(yàn)讓我知道了 ftp的基本原理，了解了 FTP包的基 本組成，以及客戶(hù)端與服務(wù)器的基本交互流程。作為應(yīng)用層的 協(xié)議，F(xiàn)TP協(xié)議除了有tcp、ip包的基本格式，還加入了屬于 自己的控制命令，很好的符合協(xié)議涉及的層次化特點(diǎn):即既利用 下層協(xié)議接口，又封裝自己的功能，這種設(shè)計(jì)理念是我們所要 學(xué)習(xí)的。2. 杜楊的感想本次實(shí)我對(duì)于TCP協(xié)議有了感性的認(rèn)識(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分 析儀觀(guān)

8、察到了 TCP的“三次握手”；自己也使用U-FTP Servervl.O在實(shí)驗(yàn)室里建立了自己的FTP服務(wù)器，十分有成就 感。自己也深入理解了 TCP協(xié)議基于連接的、UDP協(xié)議是非 連接的，但是時(shí)時(shí)性好，是不可靠傳輸；FTP是明文傳送。當(dāng)然，拍攝課程視頻的過(guò)程也十分有趣，哈哈。3. 張木蘭的感想這次實(shí)驗(yàn)的一大部分是ftp協(xié)議的分析，從ftp服務(wù)器的配 置到連接的建立到觀(guān)察”三次握手”，這些都加深了我對(duì)ftp協(xié)議 的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)要注意的是三次握手的觀(guān)察，找到“握手”的開(kāi) 始部分，并且能清楚地看出該過(guò)程，最好是結(jié)合協(xié)議樹(shù)的報(bào)文 序列號(hào)會(huì)看得更明白，因?yàn)樵谌挝帐智翱梢钥吹絬dp的包， 所以必須觀(guān)察到正

9、確的握手。4. 張哲晟的感想本次實(shí)驗(yàn)主要加深了我對(duì)于TCP協(xié)議的理解，觀(guān)察到了 TCP的“三次握手”，了解了 FTP的基本組成，以及它在服務(wù) 器與客戶(hù)端之間的交互過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)室過(guò)程中我們使用了兩種 方法建立了 TCP連接，分別使用銳捷軟件和cmd命令行，都 取得了預(yù)期的效果。5. 周建馳的感想本次實(shí)驗(yàn)中我們完成了 FTP服務(wù)器的配置，并通過(guò)TCP 協(xié)議向服務(wù)器發(fā)起連接，從而觀(guān)察到了三次握手過(guò)程，更好地 理解了 TCP傳輸控制協(xié)議。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題主要在一開(kāi)始始終連接不上配置好的 服務(wù)器，我們開(kāi)始以為是公共網(wǎng)段的IP地址配置問(wèn)題，經(jīng)過(guò)檢 查發(fā)現(xiàn)是目的主機(jī)的IP不正確所致，經(jīng)過(guò)更改最終連接成功。

10、在觀(guān)察三次握手的過(guò)程中，雖然連接成功，但一開(kāi)始我們并沒(méi) 有看到三次握手，而是觀(guān)察到了 UDP的包，這是因?yàn)樵诖蜷_(kāi) 銳捷網(wǎng)絡(luò)分析儀之前就建立了連接，斷開(kāi)連接再重新發(fā)起連接 后就能觀(guān)察到FTP的三次握手。6. 周濤的感想這次計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)我主要負(fù)責(zé)的是網(wǎng)絡(luò)性能檢測(cè)的部 分，即通過(guò)控制臺(tái)的一些指令來(lái)查看網(wǎng)絡(luò)狀況，主要有 netstat > nbtstat、ping和tracert命令。輸入這些命令后，我們 可以清楚的看到我們的計(jì)算機(jī)所處的網(wǎng)絡(luò)狀況，各個(gè)端口接了 什么，有沒(méi)有連接不應(yīng)該接的東西，路由狀況是怎么樣等等。 以前總是覺(jué)得這些東西很高深，這次實(shí)際的自己敲過(guò)以后發(fā)現(xiàn) 也不是想象中那么難，自

11、己后來(lái)又到自己的電腦上試了一遍， 很有意思也很實(shí)用。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)算是對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估和檢測(cè) 這方面的知識(shí)有了更深的理解。六、實(shí)驗(yàn)任務(wù)分配每個(gè)人工作量略有不同，但都對(duì)實(shí)驗(yàn)有了深刻地理解。七、參考資料一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. FTP協(xié)議分析（1）理解FTP協(xié)議的工作原理；（2）了解FTP協(xié)議的常用命令；（3）了解應(yīng)用層協(xié)議與傳輸層協(xié)議的關(guān)系。2. TCP傳輸控制協(xié)議分析（1）掌握TCP協(xié)議的報(bào)文形式；（2）掌握TCP連接的建立和釋放過(guò)程；（3）了解應(yīng)用層協(xié)議與傳輸層協(xié)議的關(guān)系;（4）理解TCP重傳機(jī)制。3. 網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)及故障分析（1）檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)TCP/IP協(xié)議原理的掌握情況，以及綜合分析問(wèn)題的能力；（2）

12、掌握監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)性能的基本方法；（3）掌握網(wǎng)絡(luò)性能問(wèn)題的基本分析方法。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境硬件：銳捷管理控制服務(wù)器RCMS、思科2811路由器*2,銳捷 三層交換機(jī)S3760*2,銳捷二層交換機(jī)S2126*2, 6臺(tái)主機(jī)軟件：windows XP操作系統(tǒng)，銳捷RG-PATS協(xié)議分析教學(xué)系統(tǒng) 桌號(hào)與相應(yīng)的IP地址對(duì)應(yīng)下表：桌號(hào)IP地址1192. 168. 3. 12192. 168. 3.23192. 168. 3.34192. 168. 3.45192. 168. 3.56192. 168. 3.6對(duì)于FTP協(xié)議分析，本實(shí)驗(yàn)中需要有一臺(tái)開(kāi)啟FTP服務(wù)的主機(jī), 并提供一個(gè)公共帳號(hào)：welcome,密碼：we

13、lcome。實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D如圖 4-2-1所示：主機(jī)AFTP客戶(hù)端FTP服務(wù)器捕獲端圖 4-2-1對(duì)于TCP傳輸控制協(xié)議分析，本實(shí)驗(yàn)中需要有兩臺(tái)開(kāi)啟FTP服 務(wù)的主機(jī)，實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D如圖4-2-2所示：圖 4-2-2對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)及故障分析，在本實(shí)驗(yàn)中需要1臺(tái)交換機(jī)、1 臺(tái)協(xié)議分析儀、1臺(tái)實(shí)驗(yàn)PC,使用協(xié)議分析儀采集數(shù)據(jù)包，對(duì)采集到 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，需要可以訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。將所有的設(shè)備都接入到交換 機(jī)上，并在交換機(jī)上配置端口映像功能，實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D如圖4-2-3所示:IP:1RG-PATS網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀圖 4-2-3三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果1. 實(shí)驗(yàn)一 FTP協(xié)議分析a. 實(shí)驗(yàn)流程圖：b. 實(shí)

14、驗(yàn)原理：FTP (File Transfer Protocal),是文件傳輸協(xié)議的簡(jiǎn)稱(chēng)。FTP使 得主機(jī)間可以共享文件，用于控制Internet ±文件的雙向傳輸。它是 一個(gè)客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)。用戶(hù)通過(guò)一個(gè)支持FTP協(xié)議的客戶(hù)機(jī)程 序，連接到在遠(yuǎn)程主機(jī)上的FTP服務(wù)器程序。用戶(hù)通過(guò)客戶(hù)機(jī)程序 向服務(wù)器程序發(fā)出命令，服務(wù)器程序執(zhí)行用戶(hù)所發(fā)出的命令，并將 執(zhí)行的結(jié)果返回到客戶(hù)機(jī)。當(dāng)FTP客戶(hù)端與服務(wù)器建立FTP連接時(shí)，將與服務(wù)器上的兩個(gè) 端口建立聯(lián)系：端口 20和21。FTP使用不同的端口號(hào)傳輸不同的 內(nèi)容，會(huì)建立不同的TCP連接。首先，使用TCP生成一個(gè)虛擬連 接用于控制信息，然后再生

15、成一個(gè)單獨(dú)的TCP連接用于數(shù)據(jù)傳輸。c. FTP的工作過(guò)程FTP使用2個(gè)TCP端口，一個(gè)數(shù)據(jù)端口和一個(gè)命令端口(也可 叫做控制端口)。通常來(lái)說(shuō)這兩個(gè)端口是21命令端口和20 數(shù)據(jù)端口，但根據(jù)FTP工作在主動(dòng)模式還是被動(dòng)模式，21和20端 口的使用方法略有不同。主動(dòng)模式的FTP是這樣的：客戶(hù)機(jī)從一個(gè)任意的非特權(quán)端口 N (NN1024),連接到FTP服務(wù)器的命令端口，也就是21端口，建 立一個(gè)控制連接。這個(gè)連接用于傳遞客戶(hù)端的命令和服務(wù)器端對(duì)命 令的響應(yīng)，生存期是整個(gè)FTP會(huì)話(huà)時(shí)間。如果期間需要傳輸文件和 其它數(shù)據(jù)，例如：目錄列表等，客戶(hù)端就需要建立數(shù)據(jù)連接了。但是，由于我們?cè)L問(wèn)的FTP服務(wù)器大

16、多在外網(wǎng)，和我們所在的 內(nèi)網(wǎng)之間通常會(huì)有防火墻進(jìn)行保護(hù)，由外網(wǎng)的FTP服務(wù)器主動(dòng)發(fā)起 的連接，往往被防火墻所阻攔。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要使用另外一 種FTP模式，叫做被動(dòng)模式(passive mod)。在這種模式下，數(shù)據(jù) 連接是由客戶(hù)程序發(fā)起的，和剛才討論過(guò)的主動(dòng)模式相反。d. 實(shí)驗(yàn)步驟一：(1)確 認(rèn)FTP服務(wù)器工作正常，記錄FTP服務(wù)器的IP地址： 0/24,用 戶(hù)名：welcome,密碼：welcomeo（2）在實(shí)驗(yàn)主機(jī)上啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀，設(shè)置過(guò)濾條件并進(jìn)行 數(shù)據(jù)捕獲。在工具欄點(diǎn)擊“過(guò)濾器”按鈕，會(huì)彈出“設(shè)置 &過(guò)濾器”對(duì)話(huà)框，在“過(guò)濾器類(lèi)型”中選擇“類(lèi)型

17、過(guò)濾 器”，類(lèi)型值中選擇“ftp協(xié)議”，點(diǎn)擊“設(shè)置參數(shù)”按鈕后“確定”，然后啟動(dòng)協(xié)議分析儀進(jìn)行捕獲；（3）登錄FTP服務(wù)器，在命令行提示符下運(yùn)行：ftp 0 ,即可建立與FTP服務(wù)器的連接，按照提示 輸入賬號(hào)（welcome）,密碼（welcome）,便進(jìn)入了 FTP的 命令行界面，此時(shí)運(yùn)行FTP的命令dir、get、quit等，從 中可以看到FTP的反饋信息，以及FTP服務(wù)器的文件內(nèi)容;（4）暫停協(xié)議分析器的捕獲，可以通過(guò)捕獲的數(shù)據(jù)報(bào)文看到剛 才的交互過(guò)程中，F(xiàn)TP客戶(hù)端和服務(wù)器端的工作詳細(xì)情況, FTP報(bào)文的格式和命令的使用，以及服務(wù)器端的響應(yīng)代碼。e. 實(shí)驗(yàn)步驟二：

18、使用TCP連接工具連接FTP服務(wù)器（1）打開(kāi)協(xié)議分析儀，準(zhǔn)備好進(jìn)行數(shù)據(jù)包的捕獲，然后打開(kāi)協(xié) 議分析儀，點(diǎn)擊工具欄中的“TCP”按鈕，在彈出的“TCP 連接工具”中填寫(xiě)FTP服務(wù)器的IP地址（0） 及FTP協(xié)議控制連接的端口號(hào)（21）,點(diǎn)擊“啟動(dòng)”，從而 建立本機(jī)與FTP服務(wù)器21端口的TCP連接。在“數(shù)據(jù)信息”區(qū)域顯示成功連接的信息： “ 220-Microsoft FTP Service ”，并返回了 FTP服務(wù)器的名稱(chēng)“測(cè)試用FTP”。若不成功，再次嘗試進(jìn)行連 接，直到成功。此時(shí)，在協(xié)議分析儀端，可以看到與FTP服務(wù)器建立控制連接的TCP三次 握手過(guò)程（2）在發(fā)送區(qū)輸

19、入FTP命令，與FTP服務(wù)器進(jìn)行交互2.1在發(fā)送的編輯欄里面編輯發(fā)送FTP命令USER,參數(shù) 為FTP帳號(hào)：USER welcome,這時(shí)服務(wù)器返回響應(yīng)“331 Password required for welcome”，提示輸入密碼；2.2發(fā)送命令PASS welcome,輸入FTP的賬號(hào)密碼，服 務(wù)器返回"230 User welcome logged in.”，說(shuō)明驗(yàn)證通過(guò)， 已經(jīng)進(jìn)入FTP服務(wù)器，并回送了 FTP服務(wù)器設(shè)置的歡迎詞;2.3發(fā)送命令“NOOP”，這是一個(gè)空操作，服務(wù)器返回 “200 NOOP command successfuln說(shuō)明登錄用戶(hù)巳經(jīng)得到服 務(wù)器的

20、承認(rèn)；2.4發(fā)送命令“HELP”，服務(wù)器返回相應(yīng)的幫助信息，即 所有命令的列表；2.5發(fā)送命令“STAT”，服務(wù)器返回信息為當(dāng)前的FTP服 務(wù)狀態(tài)；2.6用命令“QUIT”退出FTP服務(wù)。2. 實(shí)驗(yàn)二探求交換機(jī)連接a. 實(shí)驗(yàn)流程圖：開(kāi)始b. 實(shí)驗(yàn)原理：TCP報(bào)文段首部長(zhǎng)度為20.60字節(jié)，報(bào)文段首部格式如下圖所示:當(dāng)沒(méi)有選項(xiàng)和填充字段時(shí)，首部長(zhǎng)度是20字節(jié)。其中個(gè)字段 含義如下：源端口地址一一長(zhǎng)度為16比特，定義了在主機(jī)中發(fā)送這個(gè)報(bào) 文段的應(yīng)用程序的端口號(hào)，如應(yīng)用程序?yàn)榭蛻?hù)端，端口號(hào)通常為隨機(jī) 端口，如果應(yīng)用程序?yàn)榉?wù)端，端口號(hào)通常為熟知端口。目的端口地址一一長(zhǎng)度為16比特，定義了在主機(jī)中接收?qǐng)?bào)文 段的應(yīng)用程序的端口號(hào)。序號(hào)一一長(zhǎng)度為32比特，定義了本數(shù)據(jù)段中封裝數(shù)據(jù)的的第 一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。在TCP的數(shù)據(jù)傳輸中，傳輸數(shù)據(jù)前隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè) 數(shù)字，叫