TCP协议

2019-10-06 本文已影响0人 hekirakuno

首先我们来了解一下什么的TCP协议和IP协议。

IP协议是什么？
IP协议是无连接的通信协议，用于计算机之间的通信，但是它不会占用两个正在通信的计算机之间的通信线路。这样，IP就降低了对网络线路的需求。每条线可以同时满足许多不同计算机之间的通信需求。通过IP，消息被分割（由TCP来分割）成小的独立包，并通过因特网在计算机之间传送。当一个IP包从一台计算机被发送的时候，它会被送到一个IP路由器，然后路由器通过通信量，网络中的错误或者其他参数来进行正确的寻址从而准确地将这个IP包直接地或者通过其他路由器路由至目的地。IP负责将每个包路由至目的地，但是IP协议没有做任何保障数据按顺序完整传输的控制，所以IP数据包是不可靠的，所以TCP协议便做出了控制。

TCP协议是什么？
TCP协议是一种面向连接的，可靠的，基于字节流的传输控制协议，用于应用程序之间的通信。数据传输时，应用层向TCP发送数据流，TCP将其分割成适当长度的报文段，报文段的长度由该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（PMTU）限制，最后TCP把结果包传给IP层，由它将包传送给目标节点的TCP层，TCP为了保障不丢失包，会给每个包一个序号seq，同时，序号也保障了到达目标节点之后的按序处理。TCP对于已经成功接收到的包返回一个已成功的确认ack，如果一定时间内没有收到确认，则认为丢失，并重新发送该包（三次握手）。在双方经过“三次握手”之后，TCP将在两个应用程序之间建立一条全双工（full-duplex）的通信，这个全双工的通信将占用两个计算机的通信线路，直到它被一方或者双方关闭为止。

TCP报文格式
TCP不包含IP地址信息（网络层处理），但是会有目的端口和源端口（端口属于传输层）。我们知道两个进程需要通信可以有管道，内存共享，信号量，消息队列等方法，最基本的要求是要能够唯一标识一个进程，通过这个唯一标识找到对应的进程。在本地进程中，我们可以使用PID做唯一标识。但是如果是不同计算机之间的通信，PID就不管用了，所以需要使用TCP协议+端口号（唯一标识进程）+IP地址（唯一标识主机），我们将这种唯一标识的方式称作“套接字”。

序号：如果上一个发送的数据段包的序号是107，发送了100个字节，那么下一次发送的序号就会是207开始。
确认序号：期望收到的下一个数据段包的序号，如果说B收到了A发送的（序号为301，长度为200字节的数据段包）所以说明B收到了来自A的从301到500（301+200-1=500）的数据，所以B期望收到的下一个A的报文的序号是501，于是就会回复一个ack为501的报文段。

TCP报文格式

TCP flags
URG：紧急指针有效
ACK：确认号有效
PSH：不要缓冲，迅速处理
RST：重置，或拒绝连接请求
SYN：用于建立连接过程
FIN：结束一次连接

窗口
用来表示想收到的每个TCP数据段的大小。用于接受方通知发送方自己还有多少缓冲区可以接收数据，然后发送方根据接收方的处理能力来发送数据，如此就不会导致接收方处理不过来发送的数据。窗口大小是一个16字节字段，因而窗口大小最大为65535字节。

校验和
[不太了解]

紧急指针
[紧急数据的大小]

TCP的三次握手
0、首先服务器监听是否有连接；
1、建立连接时，客户端发送SYN包（seq=J）到服务器，并进入到SYN-SEND状态，等待服务器确认；
2、服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN（ack=J+1）,同时自己也发送一个SYN包（seq=K）,即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN-RECV状态；
3、客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认报文ACK（ack=K+1）,此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。

三次握手

抓包测试
注意看红框内的三条信息。
源ip ：192.168.1.184
目标ip ：115.28.159.6

源端口：55994
目标端口：80

第一次：[SYN]seq=0
第二次：[SYN，ACK]seq=0 ack=1
第三次：[ACK]seq=1 ack=1

抓包测试

SYN攻击
简单来说，就是使用假的ip，不断地向服务端发送大量的[SYN]请求，服务端返回[SYN,ACK]包之后就一直等待应答，造成长时间的半连接队列满，正常的[SYN]请求因为队列满而被丢弃，从而引起网络堵塞甚至系统瘫痪，是一种DDOS攻击。

四次挥手
0、首先客户端想要终止连接，发送一个FIN包（seq=u），进入FIN_WAIT状态；
1、服务端回应一个ACK包（ack=u+1）但是还未要中断连接，还会继续发送数据，进入CLOSE_WAIT状态；
2、服务端要中断连接了，发送一个FIN包（seq=w，ack=u+1），进入LAST_ACK状态；
3、客户端响应一个ACK包（seq=u+1，ack=w+1），两端进入CLOSED状态。