【Cisco Packet Tracer】运输层端口与TCP的作用

⛳️1. Cisco Packet Tracer简介

Cisco Packet Tracer是一款由思科（Cisco）公司开发的网络仿真工具，旨在帮助网络工程师和学生学习和实践网络配置、协议和拓扑设计。它是一种基于图形界面的网络模拟器，使用户能够构建、调试和测试网络，而无需实际的硬件设备。Cisco Packet Tracer的主要特点：

1. 网络仿真和建模： Packet Tracer允许用户创建虚拟网络环境，包括路由器、交换机、终端设备等，以模拟真实网络环境。这对于学习网络原理、协议和配置非常有帮助。
2. 设备模拟： 用户可以在Packet Tracer中模拟多种网络设备，包括思科的路由器、交换机、服务器等。这些设备的模拟行为类似于它们在真实网络中的行为。
3. 协议支持： Packet Tracer支持多种网络协议，包括TCP/IP、UDP、HTTP、FTP等，使用户能够学习和实践网络通信的各个方面。
4. 实验和实践： 学生和网络专业人士可以使用Packet Tracer进行各种实验，测试不同网络配置和方案，以加深对网络技术的理解。
5. 教育用途： Packet Tracer通常用于网络工程和计算机网络课程中，帮助学生通过实践加深对课程内容的理解。它是一种理想的教学工具，可在教室或远程学习环境中使用。
6. 跨平台支持： Packet Tracer可在多个操作系统上运行，包括Windows和Linux，使用户能够在不同的计算机系统上使用它。
7. 社区支持： Packet Tracer有一个活跃的用户社区，用户可以在社区中分享经验、提出问题并获得解答，促进学习和知识交流。

⛳️2. 运输层端口与TCP的作用

2.1 实验目的

1. 理解运输层端口的概念： 通过实验，学习运输层端口的定义及其在网络通信中的作用，包括如何标识不同的网络应用。
2. 深入了解TCP协议： 通过配置和分析实验中的TCP连接，加深对TCP协议的理解，包括连接建立、数据传输和连接终止等过程。
3. 掌握Cisco Packet Tracer工具的使用： 利用Packet Tracer模拟网络环境，学会配置设备、设置端口以及监测网络通信，提高实际操作技能。

2.2 实验环境

• 基于Cisco Packet Tracer 模拟器

2.3 实验内容

1. 验证TCP/IP运输层端口号的作用

（1）step1 构造网络拓扑：在逻辑工作空间选择1台主机（此处拖动的为主机）、1台交换机（存在三个接口）、2台服务器及连接线（此处拖动的为自动选择连接线类型），构造网络拓扑：

图1 构造网络拓扑

（2）step2 设置网络设备：鼠标左击服务器1，选择桌面点击IP地址设置为192.168.0.3，默认子网掩码为255.255.255.0，默认网关为0.0.0.0。

服务器1的设置：

配置DNS服务器，鼠标左击DNS服务器，选择桌面点击IP地址设置为192.168.0.2，默认子网掩码为255.255.255.0，默认网关为0.0.0.0。

DNS服务器的配置：

配置DNS服务器的域名：

配置主机0的IP地址与DNS服务器：

（3）step3验证主机间通信：使用主机0的命令提示符输入ping 192.168.0.2：

分析发现主机0收到了来自192.168.0.2的响应，这表明PC0与DNS服务器之间是联通的。使用主机0的命令提示符输入ping 192.168.0.3：

分析发现主机0收到了来自192.168.0.3的响应，这表明PC0与Web服务器之间是联通的。

（4）step4：从实时模式切换到仿真模式，只显示DNS与HTTP。打开PC0的网页浏览器，输入www.porttest.com,此时由主机0向DNS服务器发生了一份数据包。

点击PC0上的数据包，可以看见具体封装的PDU细节.

点击前进捕获按钮，可以发现数据包最终到达DNS服务器：

最终由DNS服务器发送数据包给到PC0，返回的PDU信息：

此时PC0的网页浏览器显示信息：

2. 验证TCP的连接管理

（1）step1 构建网络拓扑：在逻辑工作空间选择1台主机、1条连接线（此处拖动的为自动选择连接线类型）以及1台服务器，构造网络拓扑：

其中PC0的配置IP地址为192.168.0.1：

配置服务器的IP地址为192.168.0.2以及默认地址掩码：

（2）step2 验证主机与服务器能否进行通信：打开主机0网页浏览器，勾选下方指定按钮，输入192.168.0.2：

切换到仿真模式下，隐藏其他协议只显示HTTP与TCP协议：

仿真模式下可以发现主机0往服务器发送了一个数据包，其具体情况：

发现在数据传输前必须先建立逻辑连接关系，此时主机尝试与服务器建立TCP连接，可见TCP最大接收窗口大小为65535字节。

服务器收到该报文段后，解析PDU：

继续进行主机与服务器的交互，当服务器再次收到主机0的响应时，可知此时TCP报文段的序号为472，确认号为102，数据长度为20.

2.4 实验体会

1. 端口的重要性： 通过实验，我更清楚地认识到运输层端口在网络通信中的关键作用。不同的应用通过不同的端口进行通信，这种机制有助于实现多应用共存、灵活配置网络服务。
2. TCP连接的稳定性： 在实验中，我观察到TCP协议通过三次握手建立连接，保证了通信的可靠性。了解了TCP连接的建立、数据传输和连接终止的流程，对网络通信的稳定性有了更深刻的理解。
3. Packet Tracer的便捷性： 通过使用Cisco Packet Tracer工具，我能够在虚拟环境中进行实验，而无需实际硬件设备。这不仅提高了实验的便捷性，也使我能够更灵活地进行网络配置和监测。

📝总结

Cisco网络技术犹如一道激流，引领你勇敢踏入计算机网络的未知领域。学习之路并非平凡旅程，从初级概念、实验环境设置开始，逐步揭示更深层次的网络协议、编程魔法和系统设计的奥秘。