实验20 运输层端口
# 实验20 运输层端口
下面我们来进行一个仿真实验，本仿真实验的目的在于验证TCPIP运输层端口号的作用
我已经在仿真软件中构建好了这样一个网络拓扑，两台服务器和一台主机通过一台以太网交换机进行互联，属于同一个以太网，右边这台服务器用来充当WEB服务器，它的域名为www.porttest.com。IP地址为192.168.0.3，左边这台服务器用来充当DNS服务器进行域名解析，IP地址为192.168.0.2，并且存储有右侧WEB服务器的域名与IP地址的对应关系，也就是域名www.porttest.com对应的IP地址为192.168.0.3。
这台主机作为普通用户PC IP地址为192.168.0.1，我们可以在该主机上使用网页浏览器来访问WEB服务器的内容
我们首先对这台WEB服务器进行配置，点击该服务器在弹出窗口中选择桌面选项卡，然后选择IP配置，在IP地址输入框中输入192.168.0.3，然后按回车键，仿真软件会根据所输入的IP地址给出默认的子网掩码，也就是不划分子网所使用的子网掩码，这台服务器就配置好了，不需要再进行其他配置，
我们再来配置这台DNS服务器，点击该服务器在弹出窗口中选择桌面选项卡，然后选择IP配置，在IP地址输入框中输入192.168.0.2，
我们还需要给该服务器添加一条域名与IP地址对应关系的记录，切换到服务选项卡，选择DNS选项默认情况下，服务器的DNS服务是关闭的，我们将它打开，然后在名称输入框中输入域名，WWW.porttest.com，
在地址输入框中输入该域名所对应的IP地址192.168.0.3，点击添加按钮，这台服务器就配置好了，不需要进行其他配置。
还有这台用户PC也需要进行配置，点击该主机在弹出窗口中选择桌面选项卡，然后选择IP配置，在IP地址输入框中输入192.168.0.1，在DNS服务器输入框中输入DNS服务器的IP地址，192.168.0.2，这台主机就要配置好了，不需要进行其他配置。
接下来我们检查一下用户PC与DNS服务器以及WEB服务器之间的连通性，注意首先确保仿真软件处于实时模式，而不是仿真模式。我们在用户PC的命令行使用Ping工具来分别Ping一下DNS服务器和WEB服务器的IP地址，看看是否能Ping通，首先Ping一下DNS服务器的IP地址，输入Ping空格192.168.0.2，收到响应，这表明用户PC与DNS服务器之间是连通的。
再来Ping一下WEB服务器的IP地址，输入PING空格192.168.0.3，收到响应，表明用户PC与WEB服务器之间是联通的，我们已经完成了本仿真试验的所有配置工作，接下来就可以进行仿真实验了。
C:\>ping 192.168.0.2
Pinging 192.168.0.2 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.0.2: bytes=32 time<1ms TTL=128
Reply from 192.168.0.2: bytes=32 time<1ms TTL=128
Reply from 192.168.0.2: bytes=32 time<1ms TTL=128
Reply from 192.168.0.2: bytes=32 time=3ms TTL=128
Ping statistics for 192.168.0.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 3ms, Average = 0ms
C:\>ping 192.168.0.3
Pinging 192.168.0.3 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.0.3: bytes=32 time<1ms TTL=128
Reply from 192.168.0.3: bytes=32 time<1ms TTL=128
Reply from 192.168.0.3: bytes=32 time=3ms TTL=128
Reply from 192.168.0.3: bytes=32 time=3ms TTL=128
Ping statistics for 192.168.0.3:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 3ms, Average = 1ms
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首先从实时模式切换到仿真模式，只需监听DNS HTTP这两个协议的相关事件，在IPV4选项卡中选择DNS，切换到杂项选项卡，选择HTTP。
接下来我们在用户PC中使用网页浏览器来访问WEB服务器的内容，并对整个访问过程进行单步仿真。点击用户PC在弹出窗口中关闭之前打开的命令行窗口，选择网页浏览器，这样我们就要启动了一个网页浏览器，它比我们平时使用的浏览器要简陋很多，但这并不影响我们对本仿真实验效果的观察，选择这里的置顶，在网页浏览器的地址栏中输入WEB服务器的域名，WWW.porttest.com
然后按回车键或单击前往按钮，此时用户PC中的DNS客户端进程会发送一个数据包，点击该数据包，在弹出窗口中可以看到该数据包层层封装的细节，应用层使用DNS协议构建了一个DNS查询请求报文，该报文在运输层使用UDP协议进行封装，成为UDP用户数据报、UDP用户数据报首部中的目的端口字段的值设置为53，这是DNS服务器端进程所使用的熟知端口号，源端口字段的值设置为1025，这是一个非熟知端口号，系统使用该端口号来标识，发送该DNS查询请求报文的DNS客户端进程。
UDP用户数据报在网际层被封装成IP数据报，IP数据报在数据链路层被封装成以太网的帧，最后物理层将构成帧的比特流转变成电器号进行发送
点击捕获前进按钮，可以观察到数据包传送到了以太网交换机，再次点击捕获前进按钮，可以观察到数据包被以太网交换机转发给了DNS的服务器，
点击数据包来查看DNS服务器的处理细节，DNS服务器对收到的数据包层层解封，在运输层提取出UDP，用户数据报首部中目的端口字段的值为53，这是DNS服务器端进程所使用的熟知端口号。因此运输层将UDP用户数据报的数据载荷部分，也就是DNS查询请求报文，交付给应用层的DNS服务器端进程进行处理，DNS服务器端进程对所查询的域名进行本地解析，查找到该域名所对应的IP地址，将其封装在DNS响应报文中。
该报文在运输层使用UDP协议进行封装，成为UDP用户数据报、UDP用户数据报首部中的目的端口字段的值设置为1025，这是之前用户PC中发送DNS查询请求报文的DNS客户端进程，所使用的端口号，源端口字段的值设置为53，这是DNS服务器端进程所使用的熟知端口。UDP用户数据报在网际层被封装成IP数据报，IP数据报在数据链路层被封装成以太网的帧，最后物理层将构成帧的比特流转，变成电信号进行发送
点击捕获前进按钮，可以观察到数据包传送到了以太网交换机，再次点击捕获前期按钮，可以观察到数据包被以太网交换机转发给了用户PC，点击数据包来查看用户PC的处理细节，用户PC对收到的数据包层层解封，在运输层提取出UDP用户数据报首部中目的端口字段的值为1025，这是DNS客户端进程所使用的端口号。因此运输层将UDP，用户数据报的数据载荷部分也就是DNS响应报文交付给应用层的DNS客户端进程进行处理。
DNS的客户端进程从DNS响应报文中提取出域名，www.porttest.com
所对应的IP地址，也就是WEB服务器的IP地址192.168.0.2，现在用户PC中的网页浏览器进程就可以通过所获取到的IP地址来访问WEB服务器了，这需要使用应用层的HTTP协议，应用层HTTP协议在运输层使用TCP协议，而TCP是面向连接的，使用TCP必须首先建立TCP连接，这需要通过三报文握手来完成有关TCP使用三报文握手的具体细节，我们将在后续的理论课和仿真课中进行介绍，
点击捕获前进按钮，用户PC会发送一个数据包，点击该数据包，在弹出窗口中可以看到该数据包层层封装的细节。应用层使用HTTP协议构建了一个HTTP请求报文，该报文在运输层使用TCP协议进行封装，成为TCP报文段，TCP报文段首部装目的端口字段的值设置为80，这是WEB服务器中的HTTP服务器端进程所使用的熟知端口号，源端口字段的值设置为1025，这是一个非熟知端口号，系统使用该端口号来标识，发送该HTTP请求报文的HTTP客户端进程。
TCP报文段在网际层被封装成IP数据报，IP数据报在数据链路层被封装成以太网帧，最后物理层将构成帧的比特流转变成电信号进行发送。由于必须首先完成TCP连接建立的过程，因此该数据包必须等到建立过程结束后才能发送。
点击捕获前进按钮，TCP连接建立过程结束，
再次点击捕获前进按钮，用户PC发送该数据包，可以观察到数据包传送到了以太网交换机，
再次点击捕获前期按钮，可以观察到数据包被以太网交换机转发给了WEB服务器，点击数据包来查看WEB服务器的处理细节，WEB服务器对收到的数据包层层解封，在运输层提取出TCP报文段首部中的目的端口字段的值为80，这是WEB服务器中HTTP服务器端进程所使用的熟知端口号，因此运输层将TCP报文段的数据载荷部分，也就是HTTP请求报文交付给应用层的HTTP服务器端进程进行处理
HTTP服务器端进程对所请求的内容进行查找，找到后将其封装在HTTP响应报文中，该报文在运输层使用TCP协议进行封装，成为TCP报文段，TCP报文段首部中的目的端口字段的值设置为1025，这是之前用户PC中发送HTTP请求报文的 HTTP客户端进程所使用的端口号，源端口字段的值设置为80，这是WEB服务器中HTTP服务器端进程所使用的熟知端口号，
TCP报文段在网际层被封装成IP数据报，IP数据报在数据链路层被封装成以太网帧，最后物理层将构成帧的比特流转，变成电信号进行发送，
点击捕获前进按钮，可以观察到数据包传送到了以太网交换机，再次点击捕获前进按钮，可以观察到数据包被以太网交换机转发给了用户PC，点击数据包来查看用户PC的处理细节，用户PC对收到的数据包层层解封，在运输层提取出TCP报文段首部中目的端口字段的值为1025，这是HTTP客户端进程所使用的端口号，因此运输层将TCP报文段的数据载荷部分，也就是HTTP响应报文交付给应用层的HTTP客户端进程进行处理。HTTP客户端进程从HTTP响应报文中提取出网页内容，网页浏览器对其进行解析，并显示本次仿真实验就进行到这里。
通过本实验，希望您对TCPIP运输层的端口有了更进一步的理解。TCPIP的运输层是用端口号来区分与网络通信相关的不同应用进程，也就是说运输层根据运输层协议数据单元首部中的目的端口的值，将运输层协议数据单元交付给相应的应用进程
