TCP连接的建立以及利用tcpdump分析连接建立的过程
TCP连接的建立以及利用tcpdump分析连接建立的过程
一、实验目的
实验1_1：
使用Freebsd/Linux操作系统下的C编译器和网络程序的调试方法，掌握TCP连接建立和终止以及调整缓冲区大小的方法。
实验1_2：
使用ethereal/TCPDump等抓包工具，截取TCP建立过程中产生的数据包，分析连接建立过程。
二、实验环境
操作系统：Ubuntu 10.04 系统
编辑器：vim
网络环境：PC1：Ipv4地址10.3.1.210
PC2：Ipv4地址 10.3.1.211
两台电脑在同一个网段，可以互相通信，能ping通。
代码语言：c语言
代码编译器：gcc编译器
三、实验内容
1. 设计思路
该实验分为两部分：Tcp通信的连接以及利用tcpdump进行抓包，从抓包的内容分析Tcp进行连接的过程。
第一部分：Tcp连接的建立
Server端：
思路：需要定义两个socket，一个用于监听，一个用于接受客户端传来的socket。定义ipv4地址参数，指定Ip地址和端口号。然后进行bind，bind成功后进行对指定socket的监听。当有客户端进行连接请求时，accept函数会接收到来自Client端的socket。然后Server将输出Client端相关信息，例如Ip地址或是端口号等，在向客户端buffer流写入欢迎信息。最后关闭连接。
Client端：
思路：定义一个char字符数组，用于接受服务器端，传来的信息。定义一个socket，然后定义指定服务器端Ipv4地址以及端口号。然后client端主动进行connect连接。连接成功后，接受Server端写入的信息，然后逐一读出，并打印在屏幕上。
第二部分：抓包
利用tcpdump抓包工具，进行抓包，然后查看抓包内容。通过截取TCP建立过程中产生的数据包，分析连接建立过程。
四、相关代码
server:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#define MAXSIZE 1024
int main(int argc , char * * argv )
{
char buffer[MAXSIZE];
int listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//定义socket，指向ipv4地址的字节流套接口
struct sockaddr_in serverAddr;
memset(&serverAddr,0,sizeof(serverAddr));//sockAddr_in 进行初始化
serverAddr.sin_family=AF_INET;
serverAddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
serverAddr.sin_port=htons(2000);
if(bind(listenfd,(struct sockaddr *) &serverAddr,sizeof(serverAddr))==-1)
{
printf("There is an error during binding\n");
return -1;
}
else
{
printf("Bind successfully!!!\n");
}
//对listenfd进行监听，从最初建立时的主动套接口（用于进行connect的套接口）转化为被动套接口（接受连接）
listen(listenfd,100);//第二个参数为套接口排队的最大连接个数
int connectfd;
socklen_t addrlen;
struct sockaddr_in connectAddr;
memset(&connectAddr,0,sizeof(connectAddr));
printf("Be ready to accept a connection!\n");
while(1)
{
connectfd=accept(listenfd,(struct sockAddr * )&connectAddr,&addrlen);//接受client端一个请求的socket
char * clientAddress=inet_ntop(AF_INET,&connectAddr.sin_addr,buffer,sizeof(buffer));//获取客户端的ip地址
int clientPort=connectAddr.sin_port;//获取客户端的端口号
//打印出客户端的ip地址以及端口号
printf("Connect from %s , port %d \n",clientAddress,clientPort);
snprintf(buffer,sizeof(buffer),"%s","Welcome to server!\n");
write(connectfd,buffer,sizeof(buffer));
close(connectfd);
}
close(listenfd); //虽然因为上面有while（true），这行永远都执行不了，但是时刻注意关闭socket连接应该是个好习惯。
return 0;
}
client:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#define MAXLINE 4096
int main( int argc , char * * argv )
{
int sockfd , n ;
char recvline[ MAXLINE + 1];
struct sockaddr_in servaddr;
if( ( sockfd = socket( AF_INET , SOCK_STREAM , 0 ) ) < 0 ) {
printf( "socket error\n" );
exit( 1 );
}
memset( &servaddr , 0 , sizeof( servaddr ) );
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons( 2000 );//指定Server端的端口号
char * serverAddress="127.0.0.1";
//判断指定的ip地址是否有错误
if( inet_pton( AF_INET ,serverAddress , &servaddr.sin_addr ) <= 0 ) {
printf( "inet_pton error for %s\n" , serverAddress );
exit( 1 );
}
if( connect( sockfd , (struct sockaddr *)&servaddr , sizeof( servaddr ) ) < 0 ) {
printf( "connect error\n" );
exit( 1 );
}
while( ( n = read( sockfd , recvline , MAXLINE ) ) > 0 ) {
recvline[ n ] = 0;
if( fputs( recvline , stdout ) == EOF ) {
printf( "fputs error\n" );
exit( 1 );
}
}
if( n < 0 ) {
printf( "read error\n" );
exit( 1 );
}
exit( 0 );
}
编译代码：
|
监听抓包代码：
|
| 读取抓包文件代码： |
sudo tcpdump –r socketlog –A >> log
vi log
操作过程
1.在Server端，启动tcpdump进行抓包。在Client发出一个连接请求，并进行一次实验一的连接。
2.读取获取的包，并将其放入一个log文件中，用以分析。
3.读取log文件。
分析与结论：
从抓包的文件可以看出，此次通信，Server端获取到了所有的package。不仅如此，我们也发现了，通信的内容并没有进行加密，而是明文的传送，因为我们成功获取了Server端发给Client的“Welcome to server”的明文信息。
通过包中的内容，我们不难分析出Tcp通信的连接过程。
1. Client端发送SYN，请求进行连接。
2. Server端回复ACK ，MSS=1460
3. Client端回复ACK，自此TCP连接建立的三次握手完成。
4. Server端发送数据 请求ACK
5. Client端读取数据，应答ACK
6. Server端首先关闭连接，FIN
7. Client端回复ACK
8. Server端 回复ACK 连接自此关闭
