实验四 传输层协议分析

一、实验目的

1、学习3CDaemon FTP服务器的配置和使用，分析TCP报文格式，理解TCP的连接建立、 和连接释放的过程。

2、学习3CDaemon TFTP服务器的配置和使用，分析UDP报文格式，理解TCP协议与UDP协议的区别。

二、实验工具软件3CDaemon软件简介

3CDaemon是3Com公司推出的功能强大的集FTP Server、TFTP Server、Syslog Server 和TFTP Client于一体的集成工具，界面简单，使用方便。

这里主要介绍实验中需要用到的FTP Server功能和TFTP Server功能。 1、FTP Server功能

（1）配置FTP Server功能：选中左窗格功能窗口，打开FTP Server按钮，单击窗格中的 Configure FTP Server按钮，打开3CDaemon Configuration配置窗口，配置FTP Server功能。

这里需要设置的就是“Upload/Download”路径，作为FTP Server的文件夹，其它选项可以使用系统缺省设置。设置完成后，单击确认按钮，设置生效。

（2）在实验中，我们使用3CDaemon系统内置的匿名帐户“anonymous”登陆FTP服务器，

客户端使用微软FTP客户端命令，关于Ftp命令的说明介绍如下。 (3) Ftp命令的说明

FTP的命令格式：ftp[-v][-d][-i][-n][-g][-w:windowsize][主机名/IP地址] 其中：

-v不显示远程服务器的所有响应信息； -n限制ftp的自动登录；

-i在多个文件传输期间关闭交互提示

-d允许调试、显示客户机和服务器之间传递的全部ftp命令； -g不允许使用文件名通配符；

-w：windowsize忽略默认的4096传输缓冲区。

使用FTP命令登录成功远程FTP服务器后进入FTP子环境，在这个子环境下，用户可以使用FTP的内部命令完成相应的文件传输操作。 FTP常用内部命令如下：

open host[port]：建立指定ftp服务器连接，可指定连接端口。

user user-name[password][account]：向远程主机表明身份，需要口令时必须输入。 append local-file[remote-file]：将本地文件追加到远程系统主机，若未指定远程系统文

件名，则使用本地文件名。

cd remote-dir：进入远程主机目录。 cdup：进入远程主机目录的父目录。 cd[dir]：将本地工作目录切换至dir。

dir[remote-dir][local-file]：显示远程主机目录，并将结果存入本地文件。 get remote-file[local-file]：将远程主机的文件remote-file传至本地硬盘的local-file。

ls[remote-dir][local-file]：显示远程目录remote-dir，并存入本地文件local-file。 put local-file[remote-file]：将本地文件local-file传送至远程主机。 mput local-file：将多个文件传输至远程主机。

nlist[remote-dir][local-file]：显示远程主机目录的文件清单，存入本地硬盘local-file。

bye或quit：退出ftp会话过程。 2、TFTP Server功能

(1) TFTP Server功能配置基本同上（FTP erver功能）。

(2)实验中，为了与TFTP服务器连通，可以使用Windows命令行模式下的TFTP客户端命令，命令格式如下：

TFTP[-i]host[GET|PUT]source[destination] 参数说明如下： -i以二进制方式传输； host指定本地或远程主机； GET下载文件； PUT上传文件；

source指定要传输的文件名； destination指定传输的目的路径。

三、实验内容和步骤

仍然采取两人一组实验方式，分别为PC1和PC2. 1、TCP协议分析实验

（1）按照上面3CDaemon软件的介绍方法在PC1上建立FTP服务器；

（2）在PC1和PC2中运行Ethereal，开始截获报文，为了只截获到与我们实验有关的内容，将截获条件设置为对方主机的IP地址，如PC1的截获条件为“host 192.168.1.xx”（注释：PC2的IP地址）；

（3）在PC2上打开命令行窗口，执行如下操作： C:\\Documents and Settings\\Administrator>ftp ftp>open

To 192.168.1.yy（注释：PC1的IP地址） Connected to 192.168.1.yy.

220 3Com 3CDaemon FTP Server Version 2.0 User(192.168.1.yy:(none)):anonymous 331 User name ok,need password Password:

230-The response'is not valid.

230-Next time,please use your email address as password. 230 User logged in ftp>quit

221 Service closing control connection C:\\Documents and Settings\\Administrator>

（4）停止截获报文，将截获的结果保存为FTP-学号，按下列要求分析截获的结果；

a）结合本节TCP协议介绍部分的内容，分析TCP连接建立的“三次握手”过程，找到对应的报文，填写表1（传输方向填写PC2－> PC1或PC2<-PC1）。

表1 TCP连接建立报文分析 报文号 传输方向 源端口 目的端口 序号 确认序号 无 1 1 同步位SYN 1 1 0 确认位 ACK 0 1 1 Frame3 4 5 PC2－> 1254 PC1 PC2<-PC1 ftp(21) PC2－> 1254 PC1 ftp(21) 1254 ftp(21) 0 0 1 b）从FTP-学号的报文中的第一个FIN=1的TCP报文开始分析TCP连接释放的“四次握手”过程，填写表2。

表2 TCP连接释放报文分析 报文号 18 19 20 21 传输方向 源端口 目的端口 1254 21 21 1254 序号 230 30 30 231 确认序号 无 231 231 31 终止位 FIN 1 0 1 0 同步位 SYN 0 0 0 0 确认位 ACK 1 1 1 1 PC2<-PC1 21 PC2－> 1254 PC1 PC2<-PC1 1254 PC2<-PC1 21 2、UDP协议分析实验

（1）按照上面3CDaemon TFTP Server软件的介绍方法在PC1上建立TFTP服务器；在根 目录下保存一个用于数据传输的文件（为便于观察，文件不要太大），例如f1.txt。

（2）在PC1和PC2中运行Ethereal，开始截获报文，为了只截获到与我们实验有关的内容，将截获条件设置为对方主机的IP地址，如PC1的截获条件为“host 192.168.1.xx”（注释：PC2的IP地址）；

（3）在PC2上打开命令行窗口，接收TFTP服务器的文件，执行如下操作： TFTP –i 192.168.1.yy GET f1.txt（注释：“host 192.168.1.xx”为 PC2的IP地址）； （4）停止截获报文，将截获的结果命名为UDP-学号并保存，分析UDP报文结构，

回答如下问题。

a） UDP报文头部有几个字段，绘制UDP报文的结构图。

b） 选择第一个UDP报文，分析其结构，填写表3。

表3 UDP报文分析 IP报文 UDP 报文 源IP地址 目的IP地址 字段名 Source port length checksum 192.168.170 192.168.1.176 字段长度 字段值 1293 69 23 0x9f50 协议 总长度 Udp 43 字段表达信息 Destination port

c） UDP报文与TCP报文有何不同？体会UDP协议和TCP协议的区别。

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附录：TCP和UDP基本原理 1、 TCP协议

TCP是传输控制协议（Transmission Control Protocal）的缩写，提供面向连接的可靠的传 输服务。在TCP/IP体系中，HTTP、FTP、SMTP等协议都是使用TCP传输方式的。 （1）TCP报文格式

图1 TCP报文段格式

TCP报文分为首部和数据两个部分。如图1所示，TCP报文段首部的前20字节是固定的，后面有4×n字节是可选项。其中：

? 源端口和目的端口：各2字节，用于区分源端和目的端的多个应用程序； ? 序号：4字节，指本报文段所发送的数据的第一字节的序号；

? 确认序号：4字节，是期望下次接收的数据的第一字节的编号，表示该编号以前的数据

已安全接收。

? 数据偏移：4位，指数据开始部分距报文段开始的距离，即报文段首部的长度，以32bit

为单位。

? 标志字段：共有六个标志位：

①紧急位URG=1时，表明该报文要尽快传送，紧急指针启用；

②确认位ACK=1时，表头的确认号才有效；ACK=0，是连接请求报文；

③急迫位PSH=1时，表示请求接收端的TCP将本报文段立即传送到其应用层，而不 是等到整个缓存都填满后才向上传递；

④复位位RST=1时，表明出现了严重差错，必须释放连接，然后再重建连接； ⑤同步位SYN=1时，表明该报文段是一个连接请求或连接响应报文，

⑥终止位FIN=1时，表明要发送的字符串已经发送完毕，并要求释放连接。 ? 窗口：2字节，指该报文段发送者的接收窗口的大小，单位为字节； ? 校验和：2字节，对报文的首部和数据部分进行校验；

? 紧急指针：2字节，指明本报文段中紧急数据的最后一个字节的序号，和紧急位URG

配合使用；

? 选项：长度可变，若该字段长度不够四字节，有填充补齐。 （2）TCP连接的建立

TCP连接的建立采用“三次握手”的方法。

一般情况下，双方连接的建立由其中一方发起。如图2(a)所示：

? 主机A首先向主机B发出连接请求报文段，其首部的SYN同步位为1，同时选择一个