1、第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 5.1 TCP/IP5.1 TCP/IP报文时序模型报文时序模型5.2 5.2 报文代码及其分析报文代码及其分析习题习题 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 5.1 TCP/IP报文时序模型报文时序模型在图5-1所示的以太网中，主机A上的用户使用POP3协议从邮件服务器(也可能是一个用户代理服务器)上取电子邮件，它们的IP地址和以太网地址(MAC地址)如图5-1中所示。第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 POP3TCP(临时端口)IP协
2、议以太网主机 AIP地址：202.117.36.27MAC地址：44 45 53 54 00 00以太网邮件服务器IP地址：211.157.130.141MAC地址：20 53 52 43 00 00POP3TCP(端口110)IP协议以太网图5-1 产生数据报的主机连接图 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 在图5-2中列出了报文的编号和每个报文的功能说明。图中带箭头的直线表示一次报文传输过程，箭头从产生报文的一端指向目标端。第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第一次握手：TCP源端口1804，TCP目标端口110第二次握手：TCP源端口110，T
3、CP目标端口1804第三次握手：TCP源端口1804，TCP目标端口110POP3：OK core mail 2.0 system POP3 Server readyPOP3：USER abcdefPOP3：OK coremailPOP3：PASS 12345678POP3：OK 1 message(s)831 byte(s)POP3：STATPOP3：OK 1 831POP3：UIDLPOP3：core mailPOP3：LISTPOP3：OK 1 831 CRLF1 831POP3：RETR 1POP3：OK 831 octetsPOP3：信件内容POP3：CRLF.CRLFACK(确认)
4、POP3：DELE 1POP3：OK core mailPOP3：QUITPOP3：OK core mail关闭TCP连接,第一次握手：ACK，FIN关闭TCP连接,第二次握手：ACK，FIN关闭TCP连接,第三次握手：ACK关闭TCP连接,第四次握手：ACK123456789101112131415161718192021222324252627主机A邮件服务器图5-2 POP3取邮件的报文时序图 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 在分析报文之前，先对数据封装进行一些说明。由于物理网络是以太网，所以高层的数据报文都是被封装在以太网中传输的，以太网数据帧的格式如图5-3
5、所示。以太网目标地址(48位)以太网源地址(48位)协议类型(16位)数据(长度1500字节)图5-3 以太网数据帧格式 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 应用层POP3协议数据的封装格式如图5-4所示。注意，图5-4中IP头和TCP头是没有考虑选项时的长度。以太网帧头(14字节)IP头(20字节)TCP头(20字节)POP3协议数据图5-4 应用层数据的封装格式 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 5.2 报文代码及其分析为了便于说明，下面把图5-2中的27个报文的数据分成了多个行进行分析。第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析
6、 20 53 52 43 00 00 以太网目标地址 44 45 53 54 00 00 以太网源地址 08 00 协议类型为 IPv4(见表 2-9)。以太网帧头结束，以下为以太网数据部分 45 IP 版本号为 4，IP 头长度为 5 个单位(532 位)00 服务类型 TOS 为普通 00 30 IP 总长度，316=48 个字节 83 47 分组标识 40 00 不分片标识 DF=1，片偏移为 0 80 生存时间 TTL=128 06 见表 2-4，承载报文 TCP 32 c5 IP 头部校验和 ca 75 24 1b IP 源地址为 202.117.36.27 d3 9d 82 8d
7、IP 目标地址为 211.157.130.141。IP 头结束，以下为 IP 数据部分 07 0c TCP 源端口 1804 00 6e TCP 目标端口为 110 00 5b bc fb 序列号 00 5b bc fb 00 00 00 00 确认号 00 00 00 00 70 TCP 头长度 74=28 个字节 02 SYN 有效 20 00 窗口大小为 8192 59 93 校验和 00 00 紧急指针 02 04 05 b4 选项类 02 表示 MSS，长度为 4 个字节；MSS=1460 字节 01 01 01 01 均为无操作 04 02 选项类型为 04，长度为 2 字节，含义
8、见表 3-3 所示；无 TCP 数据 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第 2 个报文：建立 TCP 连接的第二次握手。44 45 53 54 00 00 以太网目标地址 20 53 52 43 00 00 以太网源地址 08 00 协议类型为 IPv4。以太网帧头结束，以下为以太网数据部分 45 IP 版本号为 4，IP 头长度为 5 个单位(532 位)00 服务类型 TOS 为普通 00 30 IP 总长度，316=48 个字节 5d 89 分组标识 40 00 不分片标识 DF=1，片偏移为 0 f1 生存时间 TTL=241 06 承载报文 TCP e7 82
9、 IP 头部校验和 d3 9d 82 8d IP 源地址为 211.157.130.141 ca 75 24 1b IP 目标地址为 202.117.36.27。IP 头结束，以下为 IP 数据部分 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 00 6e TCP 源端口110 07 0c TCP 目标端口为1804 63 c8 f1 12 序列号63 c8 f1 12 00 5b bc fc 确认号00 5b bc fc 70 TCP 头长度74=28个字节 12 ACK，SYN有效 22 38 窗口大小为8760 02 6f TCP 校验和 00 00 紧急指针 01 01 0
10、1 01均为无操作 04 02 选项类型为04，长度为2字节，含义见表3-3 02 04 05 b4 选项类02表示MSS，长度为4个字节；MSS=1460字节；无TCP 数据 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第3个报文：建立TCP连接的第三次握手。20 53 52 43 00 00 以太网目标地址 44 45 53 54 00 00 以太网源地址 08 00 协议类型为IPv4。以太网帧头结束，以下为以太网数据部分 45 IP 版本号为4，IP 头长度为5个单位(532位)00 服务类型TOS为普通 00 28 IP 总长度，216+8=40个字节 84 47 分组
11、标识 40 00 不分片标识DF=1，片偏移为0 80 生存时间TTL=128 06 承载报文TCP 31 cd IP 头部校验和 ca 75 24 1b IP 源地址为202.117.36.27 d3 9d 82 8d IP 目标地址为211.157.130.141。IP 头结束，以下为IP 数据部分 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 07 0c TCP 源端口 1804 00 6e TCP 目标端口为 110 00 5b bc fc 序列号 00 5b bc fc 63 c8 f1 13 确认号 00 00 00 00 50 TCP 头长度 54=20 个字节 10
12、 ACK 有效 22 38 窗口大小为 8760 2f 33 校验和 00 00 紧急指针。无 TCP 数据部分 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第4个报文：POP3确认(下为节省篇幅只分析POP3数据)。44 45 53 54 00 00 20 53 52 43 00 00 08 00 以太网头 45 00 00 52 5d 8a 40 00 f1 06 e7 5f d3 9d 82 8d ca 75 24 1b IP头 00 6e 07 0c 63 c8 f1 13 00 5b bc fc 50 18 22 38 97 df 00 00 TCP头，以下为POP3协
13、议 2b 4f 4b +OK 20 空格 63 6f 72 65 6d 61 69 6c 32 2e 30 20 73 79 73 74 65 6d 20 50 4f 50 33 coremail2.0 system POP3 20 53 65 72 76 65 72 20 72 65 61 64 79 0d 0a Server ready 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第5个报文：POP3：USER abcdef。20 53 52 43 00 00 44 45 53 54 00 00 08 00 以太网头 45 00 00 35 85 47 40 00 80 06
14、 30 c0 ca 75 24 1b d3 9d 82 8d IP 头 07 0c 00 6e 00 5b bc fc 63 c8 f1 3d 50 18 22 0e 27 0f 00 00 TCP 头，以下为POP3协议 55 53 45 52 20 61 62 63 64 65 66 0d 0a USER abcdef 第6个报文：POP3：+OK core mail。44 45 53 54 00 00 20 53 52 43 00 00 08 00 以太网头 45 00 00 37 5d 8c 40 00 f1 06 e7 78 d3 9d 82 8d ca 75 24 1b IP 头
15、00 6e 07 0c 63 c8 f1 3d 00 5b bd 09 50 18 22 38 ea bc 00 00 TCP 头，以下为POP3协议 2b 4f 4b 20 63 6f 72 65 20 6d 61 69 6c 0d 0a +OK core mail 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第7个报文：POP3：PASS 12345678。20 53 52 43 00 00 44 45 53 54 00 00 08 00 以太网头 45 00 00 37 86 47 40 00 80 06 2f be ca 75 24 1b d3 9d 82 8d IP 头
16、 07 0c 00 6e 00 5b bd 09 63 c8 f1 4c 50 18 21 ff 09 51 00 00 TCP 头，以下为 POP3 协议 50 41 53 53 20 31 32 33 34 35 36 37 38 0d 0a PASS 12345678 从第8到第23个报文与第6和第7个报文非常相似，所以以下不再列出。第24个报文，关闭连接的第一次握手，无数据区。20 53 52 43 00 00 44 45 53 54 00 00 08 00 以太网头 45 00 00 28 8e 47 40 00 80 06 27 cd ca 75 24 1b d3 9d 82 8d
17、 IP 头 07 0c 00 6e 源端口和目标端口 00 5b bd 40 序列号 63 c8 f5 3a 确认号 50 TCP 头长 11 ACK，FIN 有效 1e 11 2e ee 00 00 窗口，校验和，紧急指针 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第 25 个报文：关闭连接的第二次握手。44 45 53 54 00 00 20 53 52 43 00 00 08 00 以太网头 45 00 00 28 5d 96 40 00 f1 06 e7 7d d3 9d 82 8d ca 75 24 1b IP 头 00 6e 07 0c 源端口和目标端口 63 c8
18、 f5 3a 序列号 00 5b bd 40 确认号 50 TCP 头长 11 ACK，FIN 有效 22 38 2a c7 00 00 窗口，校验和，紧急指针 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第 26 个报文：关闭连接的第三次握手。20 53 52 43 00 00 44 45 53 54 00 00 08 00 以太网头 45 00 00 28 8f 47 40 00 80 06 26 cd ca 75 24 1b d3 9d 82 8d IP 头 07 0c 00 6e 端口和目标端口 00 5b bd 41 序列号 63 c8 f5 3b 确认号 50 TCP
19、 头长 10 ACK 1e 11 2e ed 00 00 窗口，校验和，紧急指针 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 第27个 报 文：关 闭 连 接 的 第 四 次 握 手。44 45 53 54 00 00 20 53 52 43 00 00 08 00 以 太 网 头 45 00 00 28 5d 97 40 00 f1 06 e7 7c d3 9d 82 8d ca 75 24 1b IP头 00 6e 07 0c 端 口 和 目 标 端 口 63 c8 f5 3b 序 列 号 00 5b bd 41 确 认 号 50 TC P头 长 10 A C K 22 38 2a c6 00 00 窗 口，校 验 和，紧 急 指 针 第第5章章 TCP/IP协议代码实例分析协议代码实例分析 习题1TCP/IP协议的四个协议层是怎样联系的？2应用层数据是如何被封装传输的？3TCP协议连接是如何建立和关闭的？4应用层命令和响应是如何被传输的？
