0 個人信息
- 張櫻姿
- 201821121038
- 計算1812
1 實驗目的
- 使用路由器連接不同的網絡
- 使用命令行操作路由器
- 通過抓取HTTP報文，分析TCP連接建立的過程
2 實驗內容
使用Packet Tracer，正確配置網絡參數，通過抓取HTTP數據包，分析TCP連接建立過程。
- 建立網絡拓撲結構
- 配置參數
- 抓包
- 分析數據包
3 實驗報告
本實驗使用Cisco Packet Tracer這個平台來對網絡環境進行模擬。
3.1 建立網絡拓撲結構
網絡拓撲圖如下圖所示：
分析：由於客戶端和服務器不在同一網段，因此需要配置路由器將這兩者聯系起來才能互相通信。
3.2 配置參數
3.2.1 配置客戶端
客戶端的IP地址為192.168.1.38 ， 子網掩碼為255.255.255.0 ， 默認網關為192.168.1.100
3.2.2 配置客戶端
服務端的IP地址為192.168.2.38 ， 子網掩碼為255.255.255.0 ， 默認網關為192.168.2.100
3.2.3 配置路由器
- 路由器激活配置：
配置命令解釋：
Router> （處於用戶模式下）
Router>enable （進入特權模式）
Router# （特權模式）
Router#configure terminal （進入全局配置模式）
Router(config) # （全局配置模式）
Router(config)# no ip domain-lookup（禁用DNS查找）
Router(config)#hostname R （設置路由器主機名）
- G0/0/0及G0/0/1端口配置：
配置命令解釋：
R(config)#interface G0/0/0 （進入端口配置模式）
R(config-if)#ip address 192.168.1.100 255.255.255.0 （配置端口）
R(config-if)#no shutdown （激活端口）
- 路由協議配置：
配置命令解釋：
R(config)#router rip （進入rip路由協議配置模式）
R(config-router)# （rip路由協議配置模式）
R(config-router)#version 2 （使用rip2版本）
R(config-router)#no auto-summary （關閉自動路由匯總）
R(config-router)#network 192.168.1.0 （設置參與RIP協議的網絡地址）
- 查看已配置參數：
配置命令解釋：
R#show ip interface brief （查看ip地址和端口狀態）
R#show ip route （查看路由表）
- 測試客戶端與服務器間能否正常通信：
在客戶端上ping服務器：
在服務器上ping客戶端：
3.3 抓包並分析TCP連接建立過程
3.3.1 開啟仿真模式，用客戶端的瀏覽器訪問服務器：
3.3.2 抓到的包：
3.3.3 畫TCP連接建立示意圖（三次握手）：
3.3.4 分析序號和確認號的變化：
（1）第一次握手：客戶端發送一個TCP的SYN標志位為1的包表明客戶打算連接服務器的端口，以及初始序號X，保存在包頭的序列號 (Sequence Number)字段里，此處seq=0即X=0。
（2）第二次握手：服務器發回確認包(ACK)應答。即SYN標志位和ACK標志位均為1同時，將確認序號(Acknowledgement Number)設置為客戶的ISN加1，即X+1，此處ack為1。
（3）第三次握手：客戶端再次發送確認包(ACK) ，SYN標志位為0，ACK標志位為1。並且把服務器發來ACK的序號字段+1，即seq=1，放在確定字段中發送給對方。
3.3.5 TCP連接建立需要第三次握手的原因：
這主要是防止已經失效的連接請求報文突然又傳送到了服務器，從而產生錯誤。
如果使用的是兩次握手建立連接，當客戶端發送了第一個請求連接並且沒有丟失，只是因為在網絡結點中滯留的時間太長了，由於TCP的客戶端遲遲沒有收到確認報文，以為服務器沒有收到，此時重新向服務器發送這條報文，此后客戶端和服務器經過兩次握手完成連接，傳輸數據，然后關閉連接。此時此前滯留的那一次請求連接，網絡通暢了到達了服務器，這個報文本該是失效的，但是，兩次握手的機制將會讓客戶端和服務器再次建立連接，這將導致不必要的錯誤和資源的浪費。
如果采用的是三次握手，就算是那一次失效的報文傳送過來了，服務端接受到了那條失效報文並且回復了確認報文，但是客戶端不會再次發出確認。由於服務器收不到確認，就知道客戶端並沒有請求連接。
3.4 分析TCP連接釋放過程
3.4.1 畫TCP連接釋放示意圖（四次揮手）：
3.4.2 分析示意圖為何與課本不一樣的原因：
示意圖中，最后一次揮手的ack值應該為第三次的seq值加1，但是卻沒有。個人認為是此時FIN=0，即使確認號不加一，此時也能達到釋放連接的效果。另一方面是，此時TCP連接處於半關閉狀態，因為數據仍可以從被動關閉一方向主動關閉方發送。
3.5 Q&A
Q：為什么連接的時候是三次握手，關閉的時候卻是四次揮手？
A：因為當服務器端收到客戶端的SYN連接請求報文后，可以直接發送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應答的，SYN報文是用來同步的。但是關閉連接時，當服務器端收到FIN報文時，很可能並不會立即關閉SOCKET，所以只能先回復一個ACK報文，告訴客戶端，"你發的FIN報文我收到了"。只有等到服務器端所有的報文都發送完了，才能發送FIN報文，因此不能一起發送。故需要四次揮手。
4 Reference
- 路由器配置命令——百度文庫（https://wenku.baidu.com/view/4454b9c271fe910ef12df878.html）
- TCP的三次握手(建立連接)和四次揮手(關閉連接)（https://www.cnblogs.com/Jessy/p/3535612.html）
- TCP協議中的三次握手和四次揮手(圖解)（https://zhuanlan.zhihu.com/p/43838752）