【计算机网络实验报告7】传输层两种协议的对比与TCP连接管理分析

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原创 2026-04-22 20:26:30 665 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

使用WireShark抓包分析TCP_IP协议_wiresharkip协议分析在(谢希仁编著)这本书中，详细介绍了TCP/IP网络传输涉及的分层，及各个比特的含义。在这篇文章中，我们将使用抓包分析 TCP/IP 协议，用实践来验证理论。阅读详情

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实验目的

1.1熟悉UDP与TCP协议的主要特点及支持的应用协议

1.2理解UDP的无连接通信与TCP的面向连接通信

1.3熟悉TCP报文段和UDP报文的数据封装格式

1.4熟悉TCP通信的三个阶段

1.5理解TCP连接建立过程和TCP连接释放过程

二、实验环境

软件Cisco Packet Tracter Student

网络拓扑及网络参数

三、实验内容

4.1任务一：观察UDP无连接的工作模式

步骤2：分析UDP无连接的工作过程

源端口（Source Port）：1026

目的端口（Destination Port）：53

长度（Length）：0x23，整个UDP报文的长度是35字节。

校验和（Checksum）：0x0校验和的值为0。数据部分长度 = 35字节 - 8字节 = 27字节

任务二：分析TCP连接建立阶段的三次握手

四、实验过程与结果

1、给出计算机和服务器的IP地址配置结果的截图。

PC0

Server0

2、给出服务器上DNS配置结果的截图。

3、DNS服务器进程使用的端口号是多少？它传输数据时使用的是传输层的那种协议？
端口号：53 传输层协议：UDP

4、在浏览器访问网站过程中，是访问了服务器的哪个端口，浏览器本身使用的端口是固定的吗？

服务器的80端口，浏览器本身使用的端口是不固定的

给出在进行TCP连接管理分析时，你捕获到的“Event List (事件列表）”截图。

6、经过实验后回答

（1）TCP报文首部中的序号和确认号有什么作用？
序号（Sequence Number）：序号用于标识从TCP源端向目的端发送的数据字节流，确保数据的顺序性。每个字节的数据都有一个序号，这样即使数据包在传输过程中乱序，接收端也可以根据序号重新排列。序号也用于处理数据包的重复问题。确认号（Acknowledgment Number）：确认号是接收端期望收到的下一个字节的序号，表示接收端已经成功接收了序号小于这个值的所有数据。它是一个回执，告诉发送端可以继续发送数据，或者在需要时进行重传。确认号机制是TCP可靠传输的一个重要组成部分。

（2）链接过程经过几次握手，每次的SEQ,ACK,SYN的值分别是什么？
TCP连接建立过程（三次握手）的要点是：客户端发送SYN报文段（SEQ=x）请求连接，服务器响应SYN+ACK报文段（SEQ=y，ACK=x+1），客户端再发送ACK报文段（ACK=y+1）确认连接建立。

（3）链接释放过程经过几次握手，每次的SEQ,ACK,SYN的值分别是什么？
TCP连接释放过程（四次挥手）的要点是：客户端发送FIN报文段（SEQ=u）请求关闭连接，服务器响应ACK报文段（ACK=u+1），然后服务器发送FIN报文段（SEQ=w）请求关闭连接，客户端最后发送ACK报文段（ACK=w+1）确认连接关闭。

五、实验遇到的问题及解决方法

问题：设置DNS服务器的时候没有找到如何设置，解决方法网上找教程需要打开DNS服务器设立地址

实验心得

本次实验围绕UDP与TCP两种传输层协议展开，通过Cisco Packet Tracer Student软件搭建实验环境，完成了UDP无连接工作模式观察、TCP连接建立与释放过程分析等任务，不仅让我扎实掌握了两种协议的核心特性，更将课堂上的理论知识与实践操作深度结合，深刻体会到网络协议在数据传输中的核心作用，收获颇丰。

实验之初，我明确了实验目的，重点聚焦于熟悉UDP与TCP协议的特点、理解无连接与面向连接的差异、掌握报文封装格式及TCP通信的三个阶段。在实验环境搭建阶段，通过配置计算机与服务器的IP地址、设置DNS服务器，我初步熟悉了网络拓扑的构建流程，也认识到网络参数配置的严谨性——任何一个参数的错误设置，都可能导致整个实验无法正常进行。其中，在设置DNS服务器时，我曾遇到无法找到配置入口的问题，通过查阅教程得知需先打开DNS服务器设立地址，这一过程让我明白，实验中遇到问题不可急于求成，耐心排查并主动寻找解决方法，是完成实验的关键。

在任务一观察UDP无连接工作模式时，通过分析捕获的UDP报文，我清晰了解到其数据封装格式：源端口1026、目的端口53，整个报文长度35字节，减去8字节的首部后，数据部分长度为27字节，校验和为0。这让我直观感受到UDP协议的简洁性——无需建立连接，直接发送数据，开销小、传输速度快，也理解了其无连接特性的本质：发送方无需确认接收方是否准备就绪，接收方也无需反馈接收状态，这也决定了其不可靠传输的特点，适合对实时性要求高、可容忍少量数据丢失的场景，如DNS查询，这与实验中DNS服务器使用UDP协议、端口号53的结果相呼应。

任务二分析TCP连接建立的三次握手，是本次实验的重点与难点。通过捕获事件列表、分析TCP报文首部的序号和确认号，我深入理解了TCP面向连接的核心机制。TCP连接建立需经过三次握手，客户端发送SYN报文段发起连接，服务器响应SYN+ACK报文段确认，客户端再发送ACK报文段完成连接建立，这一过程确保了通信双方都能确认彼此的接收和发送能力，避免了无效连接的建立。而序号与确认号的作用更是让我深刻认识到TCP可靠传输的原理：序号标识数据字节流，确保数据有序传输，即使数据包乱序也能重新排列；确认号作为接收回执，告知发送端数据已接收，便于重传机制的实现。此外，通过分析TCP连接释放的四次挥手，我了解到双方需分别确认数据传输完成后再关闭连接，进一步体现了TCP协议的可靠性。

实验过程中，我还明确了浏览器访问网站时的端口使用规则：服务器使用80端口提供服务，而浏览器使用的端口不固定，这一细节让我意识到端口在网络通信中的标识作用，不同端口对应不同的应用服务，确保数据能够准确送达目标进程。同时，通过对比UDP与TCP协议，我总结出两者的核心差异：UDP无连接、不可靠、开销小，TCP面向连接、可靠、开销大，它们各自适用于不同的应用场景，如UDP适用于实时音视频，TCP适用于文件传输、网页浏览等对可靠性要求高的场景。

此次实验也让我认识到自身的不足：初期对报文格式的分析不够熟练，对三次握手、四次挥手的细节理解不够透彻，通过反复捕获报文、对照理论知识逐一分析，才逐步掌握核心要点。同时，我深刻体会到理论与实践结合的重要性，课堂上抽象的协议概念，通过实验操作变得直观可感，不仅加深了记忆，更提升了我的动手能力和问题排查能力。

总而言之，本次实验让我全面熟悉了UDP与TCP协议的相关知识，掌握了实验操作的基本方法，也培养了严谨的实验态度和解决问题的能力。在今后的学习中，我将继续加强网络协议的学习，多动手实践，深入理解网络通信的底层原理，为后续相关知识的学习和应用奠定坚实的基础。

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