tcp连接过程通俗理解(tcp四次挥手的通俗理解)

      最后更新:2022-11-15 16:12:21 手机定位技术交流文章

      TCP 连接详解

      1、先提出一个问题, 可以不进行三次握手直接往服务端发送数据包吗?是不可以的,也是可以的;1)不可以是因为现在的TCP连接标准和规范要求传输数据前先确认两端的状态,有一端状态不OK的话,发数据包有什么用呢;2)说可以是站在网络连接的角度,像 UDP 协议;2、TCP三次握手1)标志位、随机序列号和确认序列号是在数据包的 TCP 首部里面;2)几个状态是指客户端和服务端连接过程中 socket 状态;3)第一次握手,客户端向服务端发送数据包,该数据包中 SYN 标志位为 1,还有随机生成的序列号c_seq,客户端状态改为 SYN-SENT;4)第二次握手,服务端接收到客户端发过来的数据包中 SYN 标志位为 1,就知道客户端想和自己建立连接,服务端会根据自身的情况决定是拒绝连接,或确定连接,还是丢弃该数据包;拒绝连接,会往客户端发一个数据包,该数据包中 RST 标志位为 1,客户端会报 Connection refused;丢弃客户端的数据包,超过一定时间后客户端会报 Connection timeout;确定连接时会往客户端发一个数据包,该数据包中 ACK 标志位为 1,确认序列号 ack=c_seq+1,SYN 标志位为 1,随机序列号 s_seq,状态由 LISTEN 改为 SYN-RCVD;5)第三次握手,客户端接收到数据包会做校验,校验ACK标志位和确认序列号 ack=c_seq+1,如果确定是服务端的确认数据包,改自己的状态为 ESTABLISHED,并给服务端发确认数据包;6)服务端接到客户端数据包,会校验ACK标志位和确认序列号 ack=s_seq+1,改自己的状态为 ESTABLISHED,之后就可以进行数据传输了;7)建立连接时的数据包是没有实际内容的,没有应用层的数据;8)建立连接之后发起的请求数据包,每个数据包都会封装各层协议的头部信息,标志位ACK为1,其他标志位变动;9)网络进程间的通信,一台服务器内部的进程间通信不用这样;3、TCP 连接三次握手抓包1)Socket 在 linux 系统中是一种特殊的文件,因为 linux 系统的理念就是【一切皆文件】,是系统内核级的功能;2)以上定义比较具体,可以抽象来理解,是一个内核级的用于通信的功能层,包含一组接口函数,这些函数实际就是操作 socket 文件句柄文件描述符;一个 TCP 连接由四要素【源IP、源Port、目标IP、目标Port】唯一标识,也即 socket 由这四要素唯一确定;一个 TCP 连接的建立也就是客户端、服务端创建了相对应的一对 socket,客户端和服务端之间的通信也就是这对 socket 间的通信(物理层面是网卡在发送/接收比特流数据);3)一个服务与另一个服务建立连接,他们的端口是什么呢?客户端发出请求端口号是随机的,服务端是进程监听的端口号;2、socket 主要函数介绍1、进程通信,一个进程只有一个监听 socket,connect socket 是针对一个客户的一个连接的,有很多个; 2、connect 函数内部在发起请求前会找系统随机一个端口号; 3、连接建立后,客户端发起请求传输数据,服务端会直接交给 connect socket 处理,不会交给监听 socket 处理;4、监听 socket 在处理客户端请求时,如果此时其他客户端发请求过来,监听 socket 是没法处理的,此时系统会维护请求队列由 backlog 参数指定;全连接队列(completed connection queue)半连接队列(incomplete connection queue)Linux 内核 2.2 版本之前,backlog 的大小等于全连接队列和半连接队列之和;Linux 内核 2.2 版本之后,backlog 的大小之和全连接队列有关系:半连接队列大小由 /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog 文件指定,可以开很大;全连接队列大小由 /proc/sys/net/core/somaxconn 文件和 backlog 参数指定,取两个中的最小值;tomcat acceptCount 就是配置全连接队列大小;3、socket 函数在建立连接和数据传输的大概使用情况4、TCP首部结构1)2的16次方等于 65536,所以系统中端口号的限制个数为 65536,一般1024以下端口被系统占用;2)标志位这里是 6 个,还有其他标志位的,只是这 6 个标志位常用;3)seq 序列号,ack 确认序列号,序列号在数据传输时分包用到。三次握手时 seq 序列号是随机的,没有实际意义;4)TCP 包首部后面接着的是 IP 包首部,再紧接着的是以太网包首部,其实都是加 0101010101 二进制位;几个常用标志位,首先一个标志位占一个 bit 位,只能是二进制中的 1 或 0;1)SYN,简写 S,请求标志位,用来建立连接。在TCP三次握手中收到带有该标志位的数据包,表示对方想与己方建立连接;2)ACK,简写【.】,请求确认/应答标志位,用于对对方的请求进行应答,对方收到含该标志位的数据包,会知道己方存在且可用。也会用在连接建立之后,己方发送响应数据给对方的数据包中;3)FIN,简写 F,请求断开标志位,用于断开连接。对方收到己方的含该标志位的数据包,就知道己方想与它断开连接,不再保持连接;4)RST,简写 R,请求复位标志位,因网络或己方服务原因导致有数据包丢失,己方接收到的数据包序列号与上一个数据包的序列号不衔接,那己方会发送含该标志位的数据包告诉对方,对方接收到含该标志位的数据包就知道己方要求它重新三次握手建立连接并重新发送丢失的数据包,一般断点续传会用到该标志位;还有就是如果对方发过来的数据错了,有问题,己方也会发送含该标志位的数据包;5)PSH,简写 P,推送标志位,表示收到数据包后要立即交给应用程序去处理,不应该放在缓存中,read()/write() 都有缓存区;6)URG,简写 U,紧急标志位,该标志位表示 tcp 包首部中的紧急指针域有效,督促中间层尽快处理;7)ECE,在保留位中;8)CWR,在保留位中;5、TCP 抓包1)服务端会根据自身情况,没有要处理的数据时会把第二次和第三次挥手合并成一次挥手,此时标志位 FIN=1 / ACK=1;2)MSL 是 Maximum Segment Lifetime 缩写,指数据包在网络中最大生存时间,RFC 建议是 2分钟;详细描述:1)客户端、服务端都可以主动发起断开连接;2)第一次挥手,客户端向服务端发送含 FIN=1 标志位的数据包,随机序列号 seq=m,此时客户端状态由 ESTABLISHED 变为 FIN_WAIT_1;3)第二次挥手,服务端收到含 FIN=1 标志位的数据包,就知道客户端要断开连接,服务端会向客户端发送含 ACK=1 标志位的应答数据包,确认序列号 ack=m+1,此时服务端状态由 ESTABLISHED 变为 CLOSE_WAIT;4)客户端收到含 ACK=1 标志位的应答数据包,知道服务端的可以断开的意思,此时客户端状态由 FIN_WAIT_1 变为 FIN_WAIT_2;(第一、二次挥手也只是双方交换一下意见而已)5)第三次挥手,服务端处理完剩下的数据后再次向客户端发送含 FIN=1 标志位的数据包,随机序列号 seq=n,告诉客户端现在可以真正的断开连接了,此时服务端状态由 CLOSE_WAIT 变为 LAST_ACK;6)第四次挥手,客户端收到服务端再次发送的含 FIN=1 标志位的数据包,就知道服务端处理好了可以断开连接了,但是客户端为了慎重起见,不会立马关闭连接,而是改状态,且向服务端发送含 ACK=1 标志位的应答数据包,确认序列号 ack=n+1,此时客户端状态由 FIN_WAIT_2 变为 TIME_WAIT;等待 2 个MSL时间还是未收到服务端发过来的数据,则表明服务端已经关闭连接了,客户端也会关闭连接释放资源,此时客户端状态由 TIME_WAIT 变为 CLOSED;也就是说 TIME_WAIT 状态存在时长在 1~4分钟;7)服务端收到含 ACK=1 标志位的应答数据包,知道客户端确认可以断开了,就立即关闭连接释放资源,此时服务端状态由 LAST_ACK 变为 CLOSED;SYN 洪水攻击(SYN Flood)是一种 DoS攻击(拒绝服务攻击),大概原理是伪造大量的TCP请求,服务端收到大量的第一次握手的数据包,且都会发第二次握手数据包去回应,但是因为 IP 是伪造的,一直都不会有第三次握手数据包,导致服务端存在大量的半连接,即 SYN_RCVD 状态的连接,导致半连接队列被塞满,且服务端默认会发 5 个第二次握手数据包,耗费大量 CPU 和内存资源,使得正常的连接请求进不来;
      TCP 连接详解

      传输层协议(TCP, UDP)

      传输层定义了主机应用程序之间端到端的连通性。传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)。为了简化问题说明,本课程以Telnet为例描述相关技术。设备支持通过Telnet协议和Stelnet协议登录。使用Telnet,Stelnet v1协议存在安全风险,建议你使用STelnet v2登录设备。为了简化问题说明,本课程以FTP为例来描述相关技术。设备支持通过FTP协议,TFTP以及SFTP传输文件。使用FTP,TFTP,SFTP v1协议存在风险,建议使用SFTP v2方式进行文件操作。TCP是一种面向连接的传输层协议,提供可靠的传输服务。TCP是一种面向连接的端到端协议。TCP作为传输控制协议,可以为主机提供可靠的数据传输。TCP需要依赖网络协议为主机提供可用的传输路径。TCP允许一个主机同事运行多个应用进程。每台主机可以拥有多个应用端口,没对端口号,源和目标IP地址的组合唯一地标识了一个会话。端口分为知名端口和动态端口。有些网络服务会使用固定的端口,这类端口称为知名端口,端口号范围为 0~1023 。比如:FTP,HTTP,Telnet,SNMP服务均使用知名端口。动态端口范围 1024~65535 ,这些端口号一般不会固定分配给某个服务,也就是说许多服务都可以使用这些端口。只要运行的程序向系统提出访问网络的申请,那么系统就可以从这些端口号中分配一个供该程序使用。TCP通常使用IP作为网络层协议,这是TCP数据被封装在IP数据包内。TCP数据段由TCP Header(头部)和TCP Data(数据)组成。TCP最多可以有60个字节的头部,如果没有Options字段,正常的长度是20字节。TCP Header是由如上图标识一些字段组成,这里列出几个常用字段。注意:1)主机A(通常也叫客户端)发送一个标识了SYN数据段,标识期望与服务器A建立连接,此数据段的序列号(seq)为a;2)服务器A回复标识了SYN+ACK的数据段,此数据段的序列号(seq)为b,确认序列号为主机A的序列号加1(a+1),以此作为对主机A的SYN报文的确认。3)主机A发送一个标识了ACK的数据段,此数据段的序列号(seq)为a+1,确认序列号为服务器A的序列号加1(b+1),以此作为对服务器A的SYN报文段的确认。TCP是一种可靠的,面向连接的全双工传输层协议。TCP连接的简历是一个三次握手的过程。TCP的可靠传输还提现在TCP使用了确认技术来确保目的设备收到了从源设备发来的数据,并且是准确无误的。确认技术的工作原理如下:目的设备接收到源设备发送的数据段时,会向源端发送确认报文,源设备收到确认报文后,继续发送数据段,如此重复。如图所示,主机A向服务器A发送TCP数据段,为描述方便假设每个数据段的长度都是500个字节。当服务器A成功收到序列号是M+1499的字节以及之前的所有字节时,会以序列号M+1400+1=M+1500进行确认。另外,由于数据段N+3传输失败,所以服务器A未能收到序列号为M+1500的字节,因此服务器A还会再次以序列号M+1500进行确认。注意:上面说到,数据段 N+3 传输失败,那么第二次确认号M+1500,主机A会将N+3,N+4,N+5全部发送一次。TCP滑动窗口技术通过动态改变窗口大小来实现对端到端设备之间的数据传输进行流量控制。如图所示,主机A和服务器A之间通过滑动窗口来实现流量控制。为了方便理解,此例中只考虑主机A发送数据给服务器A时,服务器A通过滑动窗口进行流量控制。例子中:主机A向服务器发送4个长度为1024字节的数据段,其中主机的窗口大小为4096个字节。服务器A收到第3个字节之后,缓存区满,第4个数据段被丢弃。服务器以ACK3073(1024*3=3072)响应,窗口大小调整为3072,表明服务器的缓冲区只能处理3072个字节的数据段。于是主机A改变其发送速率,发送窗口大小为3072的数据段。主机在关闭连接之前,要确认收到来自对方的ACK。TCP支持全双工模式传输数据,这意味着统一时刻两个方向都可以进行数据的传输。在传输数据之前,TCP通过三次握手建立的实际上是两个方向的连接,一次在传输完毕后,两个方向的连接必须都关闭。TCP连接的建立是一个三次握手过程,而TCP连接的终止则要经过四次挥别。如图:1.主机A想终止连接,于是发送一个标识了FIN,ACK的数据段,序列号为a,确认序列号为b。2.服务器A回应一个标识了ACK的数据段,序列号为b,确认序号为a+1,作为对主机A的FIN报文的确认。3.服务器A想终止连接,于是向主机A发送一个标识了FIN,ACK的数据段,序列号为b,确认好为a+1。4.主机A回应一个标识了ACK的数据段,序列号为a+1,确认序号为b+1,作为对服务器A的FIN报文的确认。以上四次交互完成了两个方向连接的关闭。TCP断开连接的步骤,这个比较详细:https://blog.csdn.net/ctrl_qun/article/details/52518479UDP是一种面向无连接的传输层协议,传输可靠性没有保证。当应用程序对传输的可靠性要求不高时,但是对传输速度和延迟要求较高时,可以用UDP协议来替代TCP协议在传输层控制数据的转发。UDP将数据从源端发送到目的端时,无需事先建立连接。UDP采用了简单,容易操作的机制在应用程序间传输数据,没有使用TCP中的确认技术或滑动窗口机制,因此UDP不能保证数据传输的可靠性,也无法避免接受到重复数据的情况。UDP头部仅占8个字节,传输数据时没有确认机制(注意,但是有校验和)。UDP报文分为UDP报文头和UDP数据区域两个部分。报头由源端口,目的端口,报文长度以及校验和组成。UDP适合于实时数据传输,比如语音和视频通信。相比TCP,UDP的传输效率更高,开销更小,但是无法保证数据传输可靠性。UDP头部的标识如下:1)16位源端口号:源主机的应用程序使用的端口号。2)16位目的端口号:目的主机的应用程序使用的端口号。3)16位UDP长度:是指UDP头部和UDP数据的字节长度。因为UDP头部长度是8字节,所以字段的最小值为8。4)16位UDP校验和:该字段提供了与TCP校验字段同样的功能;该字段是可选的。使用UDP传输数据时,由应用程序根据需要提供报文到达确认,排序,流量控制等功能。主机A发送数据包时,这些数据包是以有序的方式发送到网络中的,每个数据包独立地在网络中被发送,所以不同的数据包可能会通过不同的网路径叨叨主机B。这样的情况下,先发送的数据包不一定先到达主机B。因为UDP数据包没有序号,主机B将无法通过UDP协议将数据包按照原来的顺序重新组合,所以此时需要应用程序提供报文的到达确认,排序和流量控制等功能(也就是说UDP报文的到达确认,排序和流量控制是应用程序来确定的)。通常情况下,UDP采用实时传输机制和时间戳来传输语音和视频数据。UDP适合传输对延迟敏感的流量,如语音和视频。在使用TCP协议传输数据时,如果一个数据段丢失或者接受端对某个数据段没有确认,发送端会重新发送该数据段。TCP重新发送数据会带来传输延迟和重复数据,降低了用户的体验。对于延迟敏感的应用,少量的数据丢失一般可以被忽略,这是使用UDP传输能够提升用户的体验。总结:1.TCP头部中的确认标识位有什么作用呢?TCP报文头中的ACK标识位用于目的端对已接受到数据的确认。目的端成功收到序列号为x的字节后,会以序列号x+1进行确认。2.TCP头部中有哪些标识位参与TCP三次握手?在TCP三次握手过程中,要使用SYN和ACK标识位来请求建立连接和确认建立连接。
      传输层协议(TCP, UDP)

      TCP连接包括哪三个过程

      TCP连接包括以下三个过程:1、LISTEN:侦听来自远方的TCP端口的连接请求。2、SYN-SENT:再发送连接请求后等待匹配的连接请求。3、SYN-RECEIVED:再收到和发送。扩展资料:在TCP/IP中,TCP协议通过三次握手来建立连接,从而提供可靠的连接服务。第一次握手:建立连接后,客户端向服务器发送syn包(syn=j),进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;第二次握手:当服务器收到syn包时,必须确认客户端的syn(ack=j+1)并发送一个syn包(syn=k),即syn+ack包。此时,服务器进入SYN_RECV状态。第三次握手:SYN+ACK包,客户端收到服务器端发来的确认包ACK(ACK=k+1),来发送这个包来发送,客户端和服务器端进入建立状态,完成三路握手。
      TCP连接包括以下三个过程: 1. LISTEN:侦听来自远方的TCP端口的连接请求2. SYN-SENT:再发送连接请求后等待匹配的连接请求 3. SYN-RECEIVED:再收到和发送
      1. LISTEN:侦听来自远方的TCP端口的连接请求 2. SYN-SENT:再发送连接请求后等待匹配的连接请求 3. SYN-RECEIVED:再收到和发送
      TCP连接包括哪三个过程

      简述TCP协议建立连接的过程

      1,TCP使用三次握手 (three-wayhandshake)协议来建立连接,这三次握手为:请求端(通常称为客户)发送一个SYN报文段(SYN为1)指明客户打算连接的服务器的端口,以及初始顺序号(ISN)。服务器发回包含服务器的初始顺序号的SYN报文段(SYN为1)作为应答。同时,将确认号设置为客户的ISN加1以对客户的SYN报文段进行确认(ACK也为1)。客户必须将确认号设置为服务器的ISN加1以对服务器的SYN报文段进行确认(ACK为1),该报文通知目的主机双方已完成连接建立。发送第一个SYN的一端将执行主动打开(activeopen),接收这个SYN并发回下一个SYN的另一端执行被动打开(passiveopen)。另外,TCP的握手协议被精心设计为可以处理同时打开(simultaneousopen),对于同时打开它仅建立一条连接而不是两条连接。因此,连接可以由任一方或双方发起,一旦连接建立,数据就可以双向对等地流动,而没有所谓的主从关系。2,应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流,然后TCP把数据流分割成适当长度的报文段(通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元(MTU)的限制)。之后TCP把结果包传给IP层,由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包,就给每个字节一个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK); 如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据(假设丢失了)将会被重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误;在发送和接收时都要计算校验和。
      简述TCP协议建立连接的过程

      简答TCP协议的工作过程

      你大概说的是3步握手吧,这跟传真机的5部握手很类似。 下面的资料希望对你有用TCP/IP 是很多的不同的协议组成,实际上是一个协议组,TCP 用户数据报表协议(也称作TCP 传输控制协议,Transport Control Protocol。可靠的主机到主机层协议。这里要先强调一下,传输控制协议是OSI 网络的第四层的叫法,TCP 传输控制协议是TCP/IP 传输的6 个基本协议的一种。两个TCP 意思非相同。)。TCP 是一种可靠的面向连接的传送服务。它在传送数据时是分段进行的,主机交换数据必须建立一个会话。它用比特流通信,即数据被作为无结构的字节流。通过每个TCP 传输的字段指定顺序号,以获得可靠性。是在OSI参考模型中的第四层,TCP 是使用IP 的网间互联功能而提供可靠的数据传输,IP 不停的把报文放到网络上,而TCP 是负责确信报文到达。在协同IP 的操作中TCP 负责:握手过程、报文管理、流量控制、错误检测和处理(控制),可以根据一定的编号顺序对非正常顺序的报文给予从新排列顺序。关于TCP 的RFC 文档有RFC793、RFC791、RFC1700。在TCP 会话初期,有所谓的“三握手”:对每次发送的数据量是怎样跟踪进行协商使数据段的发送和接收同步,根据所接收到的数据量而确定的数据确认数及数据发送、接收完毕后何时撤消联系,并建立虚连接。为了提供可靠的传送,TCP 在发送新的数据之前,以特定的顺序将数据包的序号,并需要这些包传送给目标机之后的确认消息。TCP 总是用来发送大批量的数据。当应用程序在收到数据后要做出确认时也要用到TCP。由于TCP 需要时刻跟踪,需要额外开销,使得TCP 的格式有些显得复杂。下面就让我们看一个TCP 的经典案例,这是后来被称为MITNICK 攻击中KEVIN 开创了两种攻击技术:TCP 会话劫持SYN FLOOD(同步洪流)在这里我们讨论的时TCP 会话劫持的问题。先让我们明白TCP 建立连接的基本简单的过程。为了建设一个小型的模仿环境我们假设有3 台接入互联网的机器。A 为攻击者操纵的攻击机。B 为中介跳板机器(受信任的服务器)。C 为受害者使用的机器(多是服务器),这里把C 机器锁定为目标机器。A 机器向B机器发送SYN 包,请求建立连接,这时已经响应请求的B 机器会向A 机器回应SYN/ACK表明同意建立连接,当A 机器接受到B 机器发送的SYN/ACK 回应时,发送应答ACK 建立A 机器与B 机器的网络连接。这样一个两台机器之间的TCP 通话信道就建立成功了。B 终端受信任的服务器向C 机器发起TCP 连接,A 机器对服务器发起SYN 信息,使C 机器不能响应B 机器。在同时A 机器也向B 机器发送虚假的C 机器回应的SYN 数据包,接收到SYN 数据包的B 机器(被C 机器信任)开始发送应答连接建立的SYN/ACK 数据包,这时C 机器正在忙于响应以前发送的SYN 数据而无暇回应B 机器,而A 机器的攻击者预测出B 机器包的序列号(现在的TCP 序列号预测难度有所加大)假冒C 机器向B 机器发送应答ACK 这时攻击者骗取B 机器的信任,假冒C 机器与B 机器建立起TCP 协议的对话连接。这个时候的C 机器还是在响应攻击者A 机器发送的SYN 数据。TCP 协议栈的弱点:TCP 连接的资源消耗,其中包括:数据包信息、条件状态、序列号等。通过故意不完成建立连接所需要的三次握手过程,造成连接一方的资源耗尽。通过攻击者有意的不完成建立连接所需要的三次握手的全过程,从而造成了C 机器的资源耗尽。序列号的可预测性,目标主机应答连接请求时返回的SYN/ACK 的序列号时可预测的。(早期TCP 协议栈,具体的可以参见1981 年出的关于TCP 雏形的RFC793 文档)TCP 头结构TCP 协议头最少20 个字节,包括以下的区域(由于翻译不禁相同,文章中给出相应的英文单词):TCP 源端口(Source Port):16 位的源端口其中包含初始化通信的端口。源端口和源IP 地址的作用是标示报问的返回地址。TCP 目的端口(Destination port):16 位的目的端口域定义传输的目的。这个端口指明报文接收计算机上的应用程序地址接口。TCP 序列号(序列码,Sequence Number):32 位的序列号由接收端计算机使用,重新分段的报文成最初形式。当SYN 出现,序列码实际上是初始序列码(ISN),而第一个数据字节是ISN+1。这个序列号(序列码)是可以补偿传输中的不一致。TCP 应答号(Acknowledgment Number):32 位的序列号由接收端计算机使用,重组分段的报文成最初形式。,如果设置了ACK 控制位,这个值表示一个准备接收的包的序列码。数据偏移量(HLEN):4 位包括TCP 头大小,指示何处数据开始。保留(Reserved):6 位值域,这些位必须是0。为了将来定义新的用途所保留。标志(Code Bits):6 位标志域。表示为:紧急标志、有意义的应答标志、推、重置连接标志、同步序列号标志、完成发送数据标志。按照顺序排列是:URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。窗口(Window):16 位,用来表示想收到的每个TCP 数据段的大小。校验位(Checksum):16 位TCP 头。源机器基于数据内容计算一个数值,收信息机要与源机器数值结果完全一样,从而证明数据的有效性。优先指针(紧急,Urgent Pointer):16 位,指向后面是优先数据的字节,在URG标志设置了时才有效。如果URG 标志没有被设置,紧急域作为填充。加快处理标示为紧急的数据段。选项(Option):长度不定,但长度必须以字节。如果没有选项就表示这个一字节的域等于0。填充:不定长,填充的内容必须为0,它是为了数学目的而存在。目的是确保空间的可预测性。保证包头的结合和数据的开始处偏移量能够被32 整除,一般额外的零以保证TCP 头是32 位的整数倍。标志控制功能URG:紧急标志紧急(The urgent pointer) 标志有效。紧急标志置位,ACK:确认标志确认编号(Acknowledgement Number)栏有效。大多数情况下该标志位是置位的。TCP 报头内的确认编号栏内包含的确认编号(w+1,Figure:1)为下一个预期的序列编号,同时提示远端系统已经成功接收所有数据。PSH:推标志该标志置位时,接收端不将该数据进行队列处理,而是尽可能快将数据转由应用处理。在处理telnet 或rlogin 等交互模式的连接时,该标志总是置位的。RST:复位标志复位标志有效。用于复位相应的TCP 连接。SYN:同步标志同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)栏有效。该标志仅在三次握手建立TCP 连接时有效。它提示TCP 连接的服务端检查序列编号,该序列编号为TCP 连接初始端(一般是客户端)的初始序列编号。在这里,可以把TCP 序列编号看作是一个范围从0 到4,294,967,295 的32 位计数器。通过TCP 连接交换的数据中每一个字节都经过序列编号。在TCP 报头中的序列编号栏包括了TCP 分段中第一个字节的序列编号。FIN:结束标志带有该标志置位的数据包用来结束一个TCP 回话,但对应端口仍处于开放状态,准备接收后续数据。服务端处于监听状态,客户端用于建立连接请求的数据包(IP packet)按照TCP/IP协议堆栈组合成为TCP 处理的分段(segment)。分析报头信息: TCP 层接收到相应的TCP 和IP 报头,将这些信息存储到内存中。检查TCP 校验和(checksum):标准的校验和位于分段之中(Figure:2)。如果检验失败,不返回确认,该分段丢弃,并等待客户端进行重传。查找协议控制块(PCB{}):TCP 查找与该连接相关联的协议控制块。如果没有找到,TCP 将该分段丢弃并返回RST。(这就是TCP 处理没有端口监听情况下的机制) 如果该协议控制块存在,但状态为关闭,服务端不调用connect()或listen()。该分段丢弃,但不返回RST。客户端会尝试重新建立连接请求。建立新的socket:当处于监听状态的socket 收到该分段时,会建立一个子socket,同时还有socket{},tcpcb{}和pub{}建立。这时如果有错误发生,会通过标志位来拆除相应的socket 和释放内存,TCP 连接失败。如果缓存队列处于填满状态,TCP 认为有错误发生,所有的后续连接请求会被拒绝。这里可以看出SYN Flood 攻击是如何起作用的。丢弃:如果该分段中的标志为RST 或ACK,或者没有SYN 标志,则该分段丢弃。并释放相应的内存。发送序列变量SND.UNA : 发送未确认SND.NXT : 发送下一个SND.WND : 发送窗口SND.UP : 发送优先指针SND.WL1 : 用于最后窗口更新的段序列号SND.WL2 : 用于最后窗口更新的段确认号ISS : 初始发送序列号接收序列号RCV.NXT : 接收下一个RCV.WND : 接收下一个RCV.UP : 接收优先指针IRS : 初始接收序列号当前段变量SEG.SEQ : 段序列号SEG.ACK : 段确认标记SEG.LEN : 段长SEG.WND : 段窗口SEG.UP : 段紧急指针SEG.PRC : 段优先级CLOSED 表示没有连接,各个状态的意义如下:LISTEN : 监听来自远方TCP 端口的连接请求。SYN-SENT : 在发送连接请求后等待匹配的连接请求。SYN-RECEIVED : 在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认。ESTABLISHED : 代表一个打开的连接,数据可以传送给用户。FIN-WAIT-1 : 等待远程TCP 的连接中断请求,或先前的连接中断请求的确认。FIN-WAIT-2 : 从远程TCP 等待连接中断请求。CLOSE-WAIT : 等待从本地用户发来的连接中断请求。CLOSING : 等待远程TCP 对连接中断的确认。LAST-ACK : 等待原来发向远程TCP 的连接中断请求的确认。TIME-WAIT : 等待足够的时间以确保远程TCP 接收到连接中断请求的确认。CLOSED : 没有任何连接状态。TCP 连接过程是状态的转换,促使发生状态转换的是用户调用:OPEN,SEND,RECEIVE,CLOSE,ABORT 和STATUS。传送过来的数据段,特别那些包括以下标记的数据段SYN,ACK,RST 和FIN。还有超时,上面所说的都会时TCP 状态发生变化。序列号请注意,我们在TCP 连接中发送的字节都有一个序列号。因为编了号,所以可以确认它们的收到。对序列号的确认是累积性的。TCP 必须进行的序列号比较操作种类包括以下几种:①决定一些发送了的但未确认的序列号。②决定所有的序列号都已经收到了。③决定下一个段中应该包括的序列号。对于发送的数据TCP 要接收确认,确认时必须进行的:SND.UNA = 最老的确认了的序列号。SND.NXT = 下一个要发送的序列号。SEG.ACK = 接收TCP 的确认,接收TCP 期待的下一个序列号。SEG.SEQ = 一个数据段的第一个序列号。SEG.LEN = 数据段中包括的字节数。SEG.SEQ+SEG.LEN-1 = 数据段的最后一个序列号。如果一个数据段的序列号小于等于确认号的值,那么整个数据段就被确认了。而在接收数据时下面的比较操作是必须的:RCV.NXT = 期待的序列号和接收窗口的最低沿。RCV.NXT+RCV.WND:1 = 最后一个序列号和接收窗口的最高沿。SEG.SEQ = 接收到的第一个序列号。 SEG.SEQ+SEG.LEN:1 = 接收到的最后一个序列号。
      TCP/IP协议的工作流程如下: 1.在源主机上,应用层将一串应用数据流传送给传输层。2.传输层将应用层的数据流截成分组,并加上TCP报头形成TCP段,送交网络层。3.在网络层给TCP段加上包括源、目的主机IP地址的IP报头,生成一个IP数据包,并将IP数据包送交链路层。4.链路层在其MAC帧的数据部分装上IP数据包,再加上源、目的主机的MAC地址和帧头,并根据其目的MAC地址,将MAC帧发往目的主机或IP路由器。5.在目的主机,链路层将MAC帧的帧头去掉,并将IP数据包送交网络层。6.网络层检查IP报头,如果报头中校验和与计算结果不一致,则丢弃该IP数据包;若校验和与计算结果一致,则去掉IP报头,将TCP段送交传输层。7.传输层检查顺序号,判断是否是正确的TCP分组,然后检查TCP报头数据。若正确,则向源主机发确认信息;若不正确或丢包,则向源主机要求重发信息。 8.在目的主机,传输层去掉TCP报头,将排好顺序的分组组成应用数据流送给应用程序。这样目的主机接收到的来自源主机的字节流,就像是直接接收来自源主机的字节流一样。
      简答TCP协议的工作过程

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