《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)》Web服務(wù)器的搭建及HTTP協(xié)議和底層協(xié)議運(yùn)行分析

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：Web服務(wù)器的搭建及HTTP協(xié)議和底層協(xié)議運(yùn)行分析學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：教師：

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)》成績(jī)?cè)u(píng)定表班級(jí)：xxxxx姓名：xxxxx學(xué)號(hào)：xxxxxxx閱卷教師簽名：設(shè)計(jì)任務(wù)評(píng)分項(xiàng)分值子項(xiàng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及分值得分課程設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)部分題目說明20題目分析（5）技術(shù)原理闡述（10）該技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展（5）應(yīng)用設(shè)計(jì)20網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)（5）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)（10）重點(diǎn)測(cè)試目標(biāo)（5）應(yīng)用實(shí)現(xiàn)20抓包過濾（5）應(yīng)用過程實(shí)施（10）顯示過濾（5）運(yùn)行分析20應(yīng)用過程抓包結(jié)果說明（5）協(xié)議機(jī)制分析說明（10）關(guān)鍵數(shù)據(jù)包協(xié)議棧說明（5）課程設(shè)計(jì)報(bào)告部分設(shè)計(jì)報(bào)告20排版規(guī)范、合理（5）內(nèi)容詳實(shí)具體（5）圖表及數(shù)據(jù)展示明確（5）設(shè)計(jì)總結(jié)條理清晰（5）總成績(jī)Web服務(wù)器的搭建及HTTP協(xié)議和底層協(xié)議運(yùn)行分析一、題目說明1、課程設(shè)計(jì)題目分析5本題是要在Window操作系統(tǒng)上進(jìn)行web服務(wù)器的搭建，之后在另一臺(tái)電腦上運(yùn)行該服務(wù)器，同時(shí)在該電腦上抓來往的數(shù)據(jù)包，并觀察該數(shù)據(jù)包中的HTTP協(xié)議的結(jié)構(gòu)。2、題目涉及的技術(shù)原理10本題通過對(duì)操作系統(tǒng)中的IIS（Internet信息服務(wù)器）的安裝，再通過編輯自己的編寫的服務(wù)器代碼設(shè)置自己的默認(rèn)網(wǎng)頁(yè)，進(jìn)行Web服務(wù)器的配置。在另一臺(tái)電腦上，將這臺(tái)電腦用作客戶端，運(yùn)行自己剛配置好的Web服務(wù)器。同時(shí)，打開wireshark應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)包抓包，抓取http包，對(duì)抓到的http包進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。當(dāng)前對(duì)于Web頁(yè)面的訪問應(yīng)用都是基于Http應(yīng)用協(xié)議的，而在下層則使用TCP（傳輸控制協(xié)議）；但TCP并不適合于短會(huì)話（少量的數(shù)據(jù)交換的情況），當(dāng)期用于短對(duì)話時(shí)會(huì)增加額外開銷，而建立、撤銷TCP鏈接的開銷卻又是必需的。因此，提出了一種混合TCP與UDP的動(dòng)態(tài)選擇傳輸層協(xié)議來實(shí)現(xiàn)Http協(xié)議的方法，若在短對(duì)話時(shí)使用UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）作為傳輸層協(xié)議，而當(dāng)有大量數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)則使用TCP作為傳輸層協(xié)議，這樣，對(duì)于短對(duì)話可以避免TCP的額外開銷，而對(duì)于長(zhǎng)會(huì)話又可以得到有TCP提供的可靠傳輸并減少網(wǎng)絡(luò)擁塞。3、該技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展5ProgressiveDownload（漸進(jìn)式下載方式）也可以認(rèn)為是HTTPStreaming的前身，其通過HTTP協(xié)議來傳輸文件。目前，國(guó)內(nèi)外比較主流的視頻網(wǎng)站（如YouTube，優(yōu)酷，土豆，六間房等）一般都用ProgressiveDownload的方式播放視頻節(jié)目。ProgressiveDownload在用戶點(diǎn)擊播放視頻節(jié)目時(shí)，會(huì)給用戶發(fā)送視頻文件，用戶可以邊下載、邊播放，而不是等到文件下載完畢才可以播放視頻。在用戶暫停播放時(shí)，服務(wù)器依然會(huì)給客戶端發(fā)送視頻文件，直至整個(gè)文件下載完畢或者用戶關(guān)閉視頻?；诖颂匦援a(chǎn)生一個(gè)問題：如當(dāng)一個(gè)文件為3min，用戶觀看前1min后就不想再觀看而關(guān)閉視頻播放時(shí)，而此時(shí)文件可能已經(jīng)全部下載完畢，這樣就會(huì)造成后2min資源傳輸?shù)睦速M(fèi)。HTTP請(qǐng)求ProgressiveDownload客戶端與服務(wù)器的交互過程參見下圖，由客戶端發(fā)起HTTP請(qǐng)求，服務(wù)器受到請(qǐng)求后回復(fù)給客戶端其請(qǐng)求的媒體內(nèi)容。HTTP請(qǐng)求服務(wù)器 服務(wù)器 客戶端HTTP響應(yīng)HTTP響應(yīng)圖1HTTP請(qǐng)求/響應(yīng)目前，支持HTTPStreaming的客戶端有有AdobeFlashPlayer10.1，微軟的Sivelight以及APPLE的Safari等。以IISSmoothStreaming客戶端為例可以通過直播以及點(diǎn)播的SmoothStreaming功能為用戶提供豐富多彩的Siverlight用戶體驗(yàn)。現(xiàn)有的客戶端功能的例子包括諸如播放、暫停和停止簡(jiǎn)單的控制，以及更復(fù)雜的功能，如即時(shí)回放、現(xiàn)場(chǎng)廣告插入、多鏡頭角度和快進(jìn)/快退。IISSmoothStreaming客戶端包括SmoothStream-ing媒體元素（SSME）SDK。它使開發(fā)人員和設(shè)計(jì)人員利用基于具有完全的XAML支持的SilverlightSDK的NET框架設(shè)計(jì)出豐富的IISSmoothStreaming播放體驗(yàn)。這是一個(gè)更廣泛的開放源碼的Silverlight媒體框架的核心組成部分。IISSmoothStreaming客戶端API為開發(fā)人員和設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)方便的界面供其在Silverlight平臺(tái)創(chuàng)建豐富的SmoothStreaming經(jīng)驗(yàn)。MSDN上可以找SmoothStreamingClientAPIs文件。大多數(shù)情況下，Silverlight媒體框架是最簡(jiǎn)單、最可靠的方式來建立一個(gè)新的Silverlight流媒體播放器，支持SmoothStreaming，分析，現(xiàn)場(chǎng)廣告插播等。SmoothStreaming客戶端支持功能：(1)基本的播放控制●APIs（如播放、暫停、停止）。●回放和診斷。●屬性跟蹤定位等。(2)先進(jìn)的播放支持●DVR支持LiveSmoothStreaming?！裨贒VR中支持跟蹤直播事件?！馮rickplay———慢動(dòng)作，快進(jìn)，快退。●多音頻語(yǔ)言支持（新）。●文字的標(biāo)題和字幕（新流支持）。(3)支持離線播放的方案（新）(4)H.264/AAC支持(5)價(jià)值化●廣告播放集成—調(diào)度能力，跟蹤廣告的進(jìn)展?！瘳F(xiàn)場(chǎng)直播與IIS平滑流廣告插播?！褙S富的分析與IIS高級(jí)的日志記錄?！穹治龅腁PI（新）?！裰С种付?biāo)志和廣告攝取點(diǎn)以外的主要表現(xiàn)?！駜?nèi)容保護(hù)———VC-1/H.264內(nèi)容PlayReady一體化?！裰С值木C合表現(xiàn)等情況下的粗切編輯（RCE條件下）?！襁x擇曲目進(jìn)行播放（如限制可用比特率，支持在一個(gè)單一的流等多個(gè)攝像機(jī)角度）。●支持漸進(jìn)式下載的廣告和內(nèi)容。二、應(yīng)用設(shè)計(jì)1、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)5兩臺(tái)電腦，通過對(duì)Web服務(wù)器的搭建，來進(jìn)行Http協(xié)議的抓包。搭建web服務(wù)器需安裝應(yīng)用程序IIS在IIS程序中編輯已寫好的服務(wù)器文本，先打開window操作系統(tǒng)中的控制面板，之后再在控制面板中找到“打開或關(guān)閉window功能”選項(xiàng)中選中管理工具，找到IIS（Internet信息服務(wù)器），將其安裝。打開IIS，會(huì)存在一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)頁(yè)，如下圖：選擇該網(wǎng)頁(yè)，單擊右鍵中會(huì)有一個(gè)基本路徑選項(xiàng)，選擇某個(gè)路徑為自己顯示的網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容，如下圖：?jiǎn)⒂肐IS中的目錄瀏覽，如下圖：如下圖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D所示，表示該服務(wù)器與客戶端的連接：2、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)10HTTP（超文本傳輸協(xié)議）是目前通過Internet進(jìn)行信息交換最主要的方式。HTTP協(xié)議是基于請(qǐng)求/響應(yīng)范式的(相當(dāng)于客戶機(jī)/服務(wù)器)。一個(gè)客戶機(jī)與服務(wù)器建立一條TCP鏈接后，發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求給服務(wù)器，服務(wù)器接到請(qǐng)求后，給予相應(yīng)的響應(yīng)信息。許多HTTP通訊是由一個(gè)用戶代理初始化的并且包括一個(gè)申請(qǐng)?jiān)谠捶?wù)器上資源的請(qǐng)求。最簡(jiǎn)單的情況可能是在用戶代理和服務(wù)器之間通過一個(gè)單獨(dú)的連接來完成。當(dāng)前Web頁(yè)面的訪問大多都是通過HTTP協(xié)議，并使用TCP作為下層的傳輸控制協(xié)議。本文提出了一種混合TCP與UDP的動(dòng)態(tài)選擇傳輸層協(xié)議來實(shí)現(xiàn)HTTP協(xié)議的方法，它不同于現(xiàn)在采用的使用單一TCP傳輸協(xié)議來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健Ｋ粌H可以改善取回頁(yè)面的延遲、網(wǎng)絡(luò)擁塞以及服務(wù)器的負(fù)荷，還能使TCP與UDP得以充分利用。在客戶端發(fā)起HTTPGET請(qǐng)求后，在客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)包交換的示意。圖中只有兩個(gè)數(shù)據(jù)包是有用的（即攜帶了數(shù)據(jù)）：一個(gè)是HTTPGET請(qǐng)求，另一個(gè)是HTTP的響應(yīng)。其它的都是TCP用來進(jìn)行握手操作的數(shù)據(jù)包。為了減輕Web服務(wù)器的負(fù)荷，經(jīng)常采用重定向機(jī)制。這樣從服務(wù)器發(fā)來的重定向響應(yīng)報(bào)文是很短的數(shù)據(jù)包。使用TCP作為傳輸協(xié)議需要至少7個(gè)數(shù)據(jù)包，而使用UDP則只需要2個(gè)數(shù)據(jù)包就足夠了。FIFIN+ACKTCP:SYNFIN+ACKACKACKACKACKHTTP響應(yīng)HTTPGET請(qǐng)求服務(wù)器客戶端SYN+ACKHTTPGET方法的請(qǐng)求與響應(yīng)本實(shí)驗(yàn)采用軟件wireshark進(jìn)行數(shù)據(jù)抓包，主要觀察http協(xié)議的請(qǐng)求包和響應(yīng)包。3、重點(diǎn)測(cè)試目標(biāo)5如下圖所示，本實(shí)驗(yàn)主要通過觀察在用戶端抓到的http協(xié)議的數(shù)據(jù)包主要包括請(qǐng)求包以及響應(yīng)包請(qǐng)求鏈接請(qǐng)求鏈接UA：用戶代理O：源服務(wù)器UAVO響應(yīng)鏈接圖1HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的最簡(jiǎn)單模型三、應(yīng)用實(shí)現(xiàn)1、抓包過濾5本實(shí)驗(yàn)通過在window操作系統(tǒng)同一網(wǎng)段下的Browser中抓取http數(shù)據(jù)包如下圖所示：2、應(yīng)過程實(shí)施10（1）打開另一臺(tái)電腦的應(yīng)用程序Wireshark，并開始抓包（2）配置好服務(wù)器之后，在用作客戶端的另一臺(tái)電腦中瀏覽器中打開已配置好瀏覽器的網(wǎng)址，如下圖：輸入已配置服務(wù)器的網(wǎng)址打開網(wǎng)址之后的頁(yè)面（3）打開wirshark會(huì)顯示在服務(wù)器與客戶端正在往來的數(shù)據(jù)包（4）在wireshark中過濾器進(jìn)行過濾，如下圖：顯示過濾5通過過濾器篩選的符合要求的數(shù)據(jù)包，如下圖：四、運(yùn)行分析1、應(yīng)用過程抓包結(jié)果說明5這部分說明你在這個(gè)應(yīng)用過程中捕獲的有關(guān)數(shù)據(jù)包，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的過程分階段展示捕獲數(shù)據(jù)包的總體情況，并進(jìn)行說明。需要展示批量抓包的截圖。2、協(xié)議機(jī)制分析說明101.HTTP的請(qǐng)求消息（Requestmessage）HTTP請(qǐng)求的第一行必須是請(qǐng)求行，用來說明請(qǐng)求類型、要訪問的資源和使用的HTTP版本。之后是頭部，用來說明服務(wù)器使用的附加消息。頭部之后是一個(gè)空行，空行后可以添加任意的其它數(shù)據(jù)，稱為主體。（1）請(qǐng)求行的第一個(gè)詞是請(qǐng)求服務(wù)器發(fā)送頁(yè)面，該頁(yè)面被適當(dāng)編碼成MIME。大部分發(fā)給Web服務(wù)器的請(qǐng)求都是GET方法。GET的通用形式是：GETfilenameHTTP/1.1其中filename是預(yù)取的頁(yè)面名字，1.1是協(xié)議版本號(hào)。（2）POST方法用于提交表單。它不是簡(jiǎn)單地檢索一個(gè)頁(yè)面，而是上載數(shù)據(jù)到服務(wù)器，然后服務(wù)器利用這些數(shù)據(jù)做某些事，具體取決于URL，概念上是將數(shù)據(jù)附加到對(duì)象上，最后方法返回一個(gè)指向結(jié)果的頁(yè)面。（3）PUT方法不是讀取頁(yè)面，而是寫入頁(yè)面。通過這個(gè)方法可以在遠(yuǎn)程服務(wù)器上建立起一組Web頁(yè)面。這個(gè)請(qǐng)求的主體包含了頁(yè)面。頁(yè)面可以利用MIME編碼，這種情況下，跟在PUT后面的行可能包含了認(rèn)證頭，以便證明調(diào)用者的確有權(quán)執(zhí)行所請(qǐng)求的操作。2、HTTP的響應(yīng)消息HTTP響應(yīng)由一個(gè)狀態(tài)行及可能的頭部和主題組成。狀態(tài)行包括一個(gè)3位數(shù)字的狀態(tài)碼，該狀態(tài)碼指明了這個(gè)請(qǐng)求是否被滿足；如果沒滿足，則原因是什么。狀態(tài)碼的第一個(gè)數(shù)字把響應(yīng)分成5大組。1XX碼實(shí)際上很少使用。如100表示服務(wù)器同意處理客戶請(qǐng)求。2XX碼表示這個(gè)請(qǐng)求被成功處理，并且如果有的話，返回了相應(yīng)的內(nèi)容。如：200表示請(qǐng)求成功，204表示沒有內(nèi)容。3XX碼告訴客戶應(yīng)該檢查其他地方。使用另一個(gè)不同的URL，或在它自己的緩存中查找。如301表示移動(dòng)頁(yè)面，304緩存的頁(yè)面仍然有效。4XX碼表示由于客戶錯(cuò)誤導(dǎo)致請(qǐng)求失敗。如403表示禁止頁(yè)面，404頁(yè)面沒找到。5XX表示服務(wù)器自身出現(xiàn)內(nèi)部問題，有可能是服務(wù)器代碼中有錯(cuò)誤，也可能是臨時(shí)負(fù)載過重。如500表示服務(wù)器內(nèi)部錯(cuò)誤，503表示稍后再試。3、關(guān)鍵數(shù)據(jù)包協(xié)議棧說明5http請(qǐng)求報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文都是由三個(gè)部分組成的。但這兩種報(bào)文的格式的區(qū)別就是開始行不同。（1）開始行，用于區(qū)分是請(qǐng)求報(bào)文還是響應(yīng)報(bào)文。在請(qǐng)求報(bào)文中的開始行叫做請(qǐng)求行，而在響應(yīng)報(bào)文中的開始行叫做狀態(tài)行。在開始行的三個(gè)字段之間都以空格分隔開，最后的“CR”和“LF”分別代表“回車”和“換行”。（2）首部行，用來說明瀏覽器、服務(wù)器或報(bào)文主體的一些信息。首部可以有好幾行，但也可以不使用。在每一個(gè)首部行中都有首部字段名和它的值，每一行在結(jié)束的地方都要有“回車”和“換行”。整個(gè)首部行結(jié)束時(shí)，還有一空行將首部行和后面的實(shí)體主體分開。（3）實(shí)體主體，在請(qǐng)求報(bào)文中一般都不用這個(gè)字段，而在響應(yīng)報(bào)文中也可能沒有這個(gè)字段。http請(qǐng)求報(bào)文：HeaderlinesRequestlinesHeader