实验内容

1.编写一个基于UDP协议的客户机与服务器程序,实现相互通讯。

2.编写一个基于TCP协议的客户机与服务器程序,实现相互通讯。

3.捕获以上两种通讯的数据包,使用Wireshark进行分析,以深入了解TCP、UDP协议的数据传输机制。

TCP编程及监听分析

1、建立一个TCP服务器连接需要6个步骤:

(1)创建socket对象。

调用socket构造函数:

socket=socket.socket(familly,type)

family的值可以是AF_UNIX(Unix域,用于同一台机器上的进程间通讯),也可以是AF_INET(对于IPV4协议的TCP和 UDP),至于type参数,SOCK_STREAM(流套接字)或者 SOCK_DGRAM(数据报文套接字)、SOCK_RAW(raw套接字),TCP使用SOCK_STREAM参数。

(2)将socket绑定(指派)到指定地址上,socket.bind(address)

address必须是一个双元素元组,((host,port)),主机名或者ip地址+端口号。如果端口号正在被使用或者保留,或者主机名或ip地址错误,则引发socke.error异常。

(3)绑定后,必须准备好套接字,以便接受连接请求。

socket.listen(backlog)

backlog指定了最多连接数,至少为1,接到连接请求后,这些请求必须排队,如果队列已满,则拒绝请求。

(4)服务器套接字通过socket的accept方法等待客户请求一个连接:

connection,address=socket.accept()

调用accept方法时,socket会进入'waiting'(或阻塞)状态。客户请求连接时,方法建立连接并返回服务器。accept方法返回一个含有两个元素的元组,形如

(connection,address)。第一个元素(connection)是新的socket对象,服务器通过它与客户通信;第二个元素(address)是客户的internet地址。

(5)处理阶段,服务器和客户通过send和recv方法通信(传输数据)。

服务器调用send,并采用字符串形式向客户发送信息。send方法返回已发送的字符个数。服务器使用recv方法从客户接受信息。调用recv时,必须指定一个整数来控制本次调用所接受的最大数据量。recv方法在接受数据时会进入'blocket'状态,最后返回一个字符串,用它来表示收到的数据。如果发送的量超过recv所允许,数据会被截断。多余的数据将缓冲于接受端。以后调用recv时,多余的数据会从缓冲区删除。

(6)传输结束,服务器调用socket的close方法以关闭连接。

2、建立一个TCP客户端连接则需要4个步骤:

(1)创建一个socket以连接服务器 socket=socket.socket(family,type)

(2)使用socket的connect方法连接服务器 socket.connect((host,port))

(3)客户和服务器通过send和recv方法通信。

(4)结束后,客户通过调用socket的close方法来关闭连接。

3、建立TCP服务器与TCP客户端程序

tcp-server.py

创建套接字,绑定套接字,开始监听,就是一个while循环一直监听有没有消息连接。

#-*- coding: utf-8 -*-
#@Time : 2021/4/15 15:16
#@Author : HUGBOY
#@File : tcp-server.py
#@Software: PyCharm import socket # 开启ip和port
ip_port = ('192.168.1.111', 666)
# 生成一个句柄
sk = socket.socket()
# 绑定ip和port
sk.bind(ip_port)
# 最多连接数
sk.listen(5) # 开启死循环
print('server waiting...')
# 等待链接 阻塞
conn, addr = sk.accept()
# 获取客户端请求
print('链接成成功, 客户端为:', addr) while True:
client_data = conn.recv(1024)
print('[收到客户端数据]:' + client_data.decode('utf-8')) if client_data == 'q':
break # 发送数据
msg = input('回复客户端:>>>')
conn.sendall(msg.encode('utf-8')) # Close
conn.close()
sk.close()

ctp-client.py

创建套接字,连接,等待输入,发送。

#-*- coding: utf-8 -*-
#@Time : 2021/4/15 15:09
#@Author : HUGBOY
#@File : tcp-client.py
#@Software: PyCharm import socket
# 服务端ip和port
ip_port = ('192.168.1.111', 666)
# 生成一个句柄
sk = socket.socket()
# 请求链接服务器
sk.connect(ip_port) while True:
msg = input('向服务端发送:')
# 发送数据
sk.sendall((msg.encode('utf-8'))) if msg == 'q':
break # 接收数据
server_reply = sk.recv(1024) if not server_reply:
break print('[收到服务端数据]:' + server_reply.decode('utf-8')) # Close
sk.close()



实验任务

查出通讯三次握手、源端口、目的端口、TTL值、IP版本号、协议类型、IP头长度以及传输的数据内容。

三次握手





源端口

目的端口

TTL值

IP版本号

协议类型

IP头长度

传输数据内容



UDP编程及监听分析

由于UDP是无连接的,与TCP的区别在服务器端表现为,无需监听函数listen()对客户端的连接进行监听; 在客户端的表现为客户端的socket无需与服务器建立连接就能够进行数据的发送与接收,即无需connect()函数。

1、建立一个UDP服务器连接需要4个步骤:

1)创建socket对象。调用socket构造函数:

socket=socket.socket(familly,type)

family的值可以是AF_UNIX(Unix域,用于同一台机器上的进程间通讯),也可以是AF_INET(对于IPV4协议的TCP和 UDP),至于type参数,SOCK_STREAM(流套接字)或者 >SOCK_DGRAM(数据报文套接字),SOCK_RAW(raw套接字),UDP 使用SOCK_DGRAM参数。

2)将socket绑定(指派)到指定地址上,socket.bind(address)

address必须是一个双元素元组,((host,port)),主机名或者ip地址+端口号。如果端口号正在被使用或者保留,或者主机名或ip地址错误,则引发socke.error异常。

3)处理阶段,服务器和客户通过sendto()和recvfrom()方法通信(传输数据)。

4)传输结束,服务器调用socket的close方法以关闭连接。

2、建立一个UDP客户端连接则需要4个步骤:

1)创建一个socket以连接服务器 socket=socket.socket(family,type)

2)使用socket的connect方法连接服务器 socket.connect((host,port))

3)客户和服务器通过sendto()和recvfrom()方法通信。

4)结束后,客户通过调用socket的close方法来关闭连接。

3、编写UDP服务器与客户端程序

udp-server.py

创建套接字,开始监听,就是一个while循环一直监听有没有消息连接。

#-*- coding: utf-8 -*-
#@Time : 2021/4/15 18:55
#@Author : HUGBOY
#@File : udp-server.py
#@Software: PyCharm from socket import * host = '192.168.1.111'
port = 666
addr = (host, port) s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
s.bind(addr) print('等待客户端连接...')
while True:
data, addr = s.recvfrom(1024)
print(addr + ':' + data.decode('utf-8'))
msg = '收到。'
s.sendto(msg.encode('utf-8'), addr) s.close()

udp-client.py

创建套接字,while循环一直监听有没有消息连接。

#-*- coding: utf-8 -*-
#@Time : 2021/4/15 17:13
#@Author : HUGBOY
#@File : udp-client.py
#@Software: PyCharm from socket import * host = '192.168.1.111'
port = 666
addr = (host, port) s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
while True:
msg = input('向客户端发送:')
s.sendto(msg.encode('utf-8'), addr)
data, addr = s.recvfrom(1024)
print(addr, ':', data.decode('utf-8'))
s.close



实验任务:

查出通讯的源端口、目的端口、TTL值、IP版本号、协议类型、IP头长度以及传输的数据内容。

查出通讯的源端口 目的端口

TTL值

IP版本号

协议类型

IP头长度

传输的数据内容



参考

三次握手

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