实验实验 4 4 传输层协议分析传输层协议分析

2002008.058.05

实验内容实验内容 TCPTCP 协议分析协议分析 使用使用 TCPTestTCPTest 程序分析程序分析 TCPTCP 报文首部信报文首部信

息、息、 TCPTCP 连接的建立过程、连接的建立过程、 TCPTCP 连接的撤销过连接的撤销过程、滑动窗口机制和拥塞控制机制。程、滑动窗口机制和拥塞控制机制。

UDPUDP 协议分析协议分析 使用基于使用基于 UDPUDP 的的 TFTPTFTP 工具工具 33CdaemonCdaemon 软件软件，配置，配置 TFTP ServerTFTP Server 和和 TFTP ClientTFTP Client ，，进行进行TFTPTFTP 报文传输，截获报文分析报文传输，截获报文分析 UDPUDP 协议的报协议的报文格式。文格式。

实验原理 — 实验原理 — TCPTCP 协议简介协议简介

TCPTCP 协议 — 协议 — Transfer Control Transfer Control ProtocolProtocol

特点：特点：

传输之前建立 TCP 连接

传输结束撤销 TCP 连接

滑动窗口

可靠传输技术

可靠的

面向连接的

实验原理 — 实验原理 — TCPTCP 报文格式报文格式

1616 位源端口号位源端口号 1616 位目的端口号位目的端口号

3232 位顺序号位顺序号

3232 位确认号位确认号

URGURG ACKACK PSHPSH RSTRST SYNSYN FINFIN 1616 位窗口大小位窗口大小

1616 位紧急指针位紧急指针1616 位校验和位校验和

选项选项

数据数据

实验原理 — 实验原理 — TCPTCP 建立连接过建立连接过程程

PC PC

AAPC BPC B

syn seq=N syn seq=N

ctl=synctl=syn

syn seq=M ctl=syn syn seq=M ctl=syn

ack=N+1ack=N+1

seq=N+1 ctl=ack seq=N+1 ctl=ack

ck=M+1ck=M+1

数据 数据

时间时间 时间时间

实验原理 — 实验原理 — TCPTCP 撤销连接过撤销连接过程程

PC PC

AAPC BPC B

时间时间 时间时间

Fin PFin P

Ack P+1Ack P+1

Ack Q+1Ack Q+1

Fin QFin Q

拥塞控制－滑动窗口拥塞控制－滑动窗口 发送窗口发送窗口

接收窗口接收窗口 :: 接收端空闲的接收缓存的大小接收端空闲的接收缓存的大小

滑动窗口－发送窗口变化滑动窗口－发送窗口变化

糊涂窗口综合症糊涂窗口综合症 含义含义

接收方通告了一个小的窗口接收方通告了一个小的窗口 发送方发送少量的数据发送方发送少量的数据 导致传输效率降低导致传输效率降低

解决解决 接收方不通告小窗口：推迟确认接收方不通告小窗口：推迟确认 发送方：发送方： NagleNagle 算法（尽量一次发送较大数算法（尽量一次发送较大数

据）据）

慢启动和拥塞避免慢启动和拥塞避免 接收窗口（接收窗口（ rwndrwnd ）的变化）的变化 拥塞窗口（拥塞窗口（ cwndcwnd ））的变化的变化 慢启动：按照指数函数增加慢启动：按照指数函数增加 cwndcwnd 拥塞避免：按照线性函数增加拥塞避免：按照线性函数增加 cwndcwnd 根据实际截获报文，试进行分析验证。根据实际截获报文，试进行分析验证。 上述几点哪些是可以观察到的？哪些是观察上述几点哪些是可以观察到的？哪些是观察

不到的？试分析解释。不到的？试分析解释。

慢启动和拥塞避免慢启动和拥塞避免

拥塞控制拥塞控制 网络拥塞的处理网络拥塞的处理 ssthresh=cwnd/2ssthresh=cwnd/2 超时和重传超时和重传 超时重传时间：超时重传时间： RTORTO

平均往返时延：平均往返时延： RTTRTT

修正的修正的 KarnKarn 算法算法 窗口探查技术：探查报文的发送间隔窗口探查技术：探查报文的发送间隔 快重传和快恢复：定性分析快重传和快恢复：定性分析 体会上述方法的协同工作。体会上述方法的协同工作。

实验原理 — 实验原理 — UDPUDP 协议简介协议简介 UDPUDP 协议 — 协议 — User Datagram User Datagram

ProtocolProtocol

无连接无连接

不可靠的不可靠的

不需要建立连接不需要建立连接

实验原理 — 实验原理 — UDPUDP 报文格式报文格式

1616 位源端口号位源端口号

1616 位长度位长度 1616 位校验和位校验和

1616 位目的端口号位目的端口号

数据数据

实验内容实验内容 TCPTCP 协议基本分析实验协议基本分析实验 TCPTCP 拥塞控制实验拥塞控制实验 UDPUDP 协议分析实验协议分析实验 TCPTCP 编程实验（选做）编程实验（选做）

TCPTCP 协议分析协议分析 图图 44 －－ 77 接线如下图，所有线通过交换机接接线如下图，所有线通过交换机接

；； 22 人一小组，共用交换机和路由器各人一小组，共用交换机和路由器各 11 台。台。

PCA 192.168.1.2

192.168.1.1

E0:192.168.1.1

E1:192.168.2.1

PCB 192.168.2.2

192.168.2.1

R1R1

S1S1E0/1 E0/24

E0/2 E0/23

TCPTCP 拥塞控制拥塞控制 同上图同上图

PCA 192.168.1.2

192.168.1.1

E0:192.168.1.1

E1:192.168.2.1

PCB 192.168.2.2

192.168.2.1

R1R1

S1S1

UDPUDP 协议分析协议分析

PC A 192.168.1.22 255.255.255.0

PC B 192.168.1.21 255.255.255.0

E0/1 E0/2

UDP 协议分析组网

勘误勘误 P84 P84 第第 44 行行 将连接将连接 PCAPCA 和交换机的网线拔下，改为：和交换机的网线拔下，改为： 将连接将连接路由器路由器和交换机的网线拔下和交换机的网线拔下 P84 P84 第第 88 行和第行和第 1010 行行 :: 改为：改为： qos lr cir 8000qos lr cir 8000

下周实验下周实验 应用层实验应用层实验

讲解完毕讲解完毕开始实验开始实验