動手學習TCP 環境搭建

前一段時間通過wireshark抓包，定位了乙個客戶端和伺服器之間資料傳輸的問題。最近就抽空看了看《tcp/ip詳解卷1》中關於tcp的部分，書中用了很多例子展示了tcp/ip協議中的一些基本概念。

所以，也準備自己動手，通過一些簡單的實驗來進一步了解一下tcp中的一些基本概念。

在開始進行實驗之前，首先看看實驗環境的搭建：

一台虛擬機器：如果客戶端和服務端都在本機，那麼資料通訊是不經過網絡卡的，所以wireshark就抓不到任何資料報。方便的辦法就是本機安裝乙個虛擬機器，通過本機和虛擬機器通訊進行實驗。我使用的是virtualbox+winxp.

獲取網路裝置

接收、解析資料報

建立、傳送資料報

在建立好實驗環境之後，還需要進行一些簡單的配置，保證宿主機和虛擬機器之間的網路是暢通的。

將虛擬機器網路設定為"host-only adapter"模式。

虛擬機器網路設定好之後，就可以配置本機和虛擬機器ip位址了，然後保證宿主機可以ping通虛擬機器。

通過上面的步驟，簡單的實驗環境就建立完成了，下面就要來實現客戶端和服務端了，試試實驗環境是否能夠正常工作。

首先，將虛擬機器（192.168.56.102）作為服務端，執行下面一段**建立乙個簡單的socket server，服務端繫結192.168.56.102：8081：

import
sysfrom socket import *host = "
192.168.56.102
"port = 8081bufsiz = 1024addr =(host, port)
server =socket(af_inet, sock_stream)
print
"socket created
"try
:    server.bind(addr)
except
error, msg:
print
'bind failed. error code : 
' + str(msg[0]) + '
message 
' + msg[1]
sys.exit()
server.listen(10)
print
'socket now listening
'while
true:
conn, addr =server.accept()
try:
data = conn.recv(100)
ifdata:
print
data
except
exception, e:
print
e    conn.close()

客戶端的實現在本機（192.168.56.101），使用一段基於pcap.net的**向伺服器傳送乙個[syn]包（tcp連線建立需要進行三次握手，[syn]包就是第乙個握手包），來請求建立tcp連線。

在客戶端**中，通過pcap.net實現了兩個工具函式，乙個用來獲取本機網絡卡裝置列表，乙個用在構造不同型別的tpc包。

獲取本機網絡卡裝置列表**：

public
static
packetdevice getnicdevice()
//print the device list
for (int i = 0; i != alldevices.count; ++i)
int deviceindex = 0
;    
do    } 
while (deviceindex == 0
);    
return alldevices[deviceindex - 1
];}

另一段重要的**就是構造tcp包的**，根據osi七層模型，下面**中分別建立了鏈路層、網路層和傳輸層的部分，然後生成乙個資料報：

public
static packet buildtcppacket(endpointinfo endpointinfo, tcpcontrolbits tcpcontrolbits, listtcpoptionlist = null);
ipv4layer ipv4layer =
newipv4layer
;tcplayer tcplayer =
newtcplayer
;packetbuilder builder = new
packetbuilder(ethernetlayer, ipv4layer, tcplayer);
return
builder.build(datetime.now);
}

主程式中，首先配置了客戶端和伺服器的埠、ip/mac位址資訊，然後通過前面兩個工具函式構造乙個tcp連線建立請求包（[syn]包），並通過"virtualbox host-only network"網絡卡傳送給服務端。

static
void main(string
args)
communicator.sendpacket(utils.buildtcppacket(endpointinfo, tcpcontrolbits.synchronize, 
null
));        packethandler(communicator, endpointinfo);
}console.writeline(
"press enter to quit!");
console.readline();
}private
static
void
packethandler(packetcommunicator communicator, endpointinfo endpointinfo)
} while (true
);}

**完成了，下面看看執行效果，為了直觀的看到資料報的傳輸，這是就可以開啟wireshark了。

為了避免抓到不相關的資料報，可以設定wireshark中的filter，然後開始抓取。

下面執行**，並選擇正確的網絡卡。通過console和wireshark的輸出可以看到，我們成功的生產了乙個[syn]包併發送到了伺服器。

根據tcp連線建立過程可以知道，客戶端傳送[syn]包後，期待從伺服器得到乙個[syn, ack]包。

到這裡，說明前面搭建的環境，以及客戶端和服務端的**都是可以正常工作的了。

從上面的結果中看到，客戶端在收到[syn, ack]包之後，傳送了乙個[rst]包重置這條tcp連線。

仔細檢視了**發現，客戶端的**中並沒有傳送[rst]包。那麼這個[rst]包是**來的呢？

作業系統中有協議棧的概念，所以來自應用層的資料，都會一層層的經過作業系統協議棧處理，然後通過網絡卡傳送出去。

當客戶端網絡卡收到[syn, ack]包後，這個包會被我們的pcap.net程式捕獲，也會被傳送給客戶端作業系統。由於通過pcap.net構造的[syn]包是沒有經過作業系統協議棧的，所以作業系統會認為[syn, ack]包是乙個無效tcp包，並通過[rst]包重置tcp連線。

到這裡，多餘[rst]包就可以解釋了。

為了避免作業系統協議棧對pcap.net程式的影響，通過ip安全策略（通過run->"secpol.msc"開啟設定）的設定，可以避免作業系統從本機（192.168.56.101）向虛擬機器（192.168.56.102）傳送資料報。

設定完成後，再次執行程式，這是程式就正常了。

由於客戶端沒有傳送[ack]包來確認來自服務端的[syn, ack]包，根據tcp工作原理，服務端會進行重傳。

本文中介紹了tcp實驗環境的搭建，通過pcap.net建立了乙個客戶端，可以構造不同型別的tcp資料報，並通過特定網絡卡向伺服器傳送。

後面繼續基於這個環境來看看tcp的一些基本概念，tcp連線、狀態變遷等等。

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