软考网工笔记-第6章之TCP协议

Posted 2021-04-23 通信人考证驿站

6.5TCP协议

 TCP/IP协议簇中有两个传输协议：传输控制协议（Transmission Control protocol ，TCP）和用户数据报协议（user Datagram protocol， UDP），TCP是面向连接的，UDP是无连接的。

6.5.1TCP服务

TCP服务特点：

面向连接的服务：在数据传输前，必须建立连接。

可靠传输的服务：发送方在规定的时间内未获得应该报文，自动重传之前的报文。

缓冲传输：TCP模块提供强制性传输（立即传输）和缓冲传输两种。缓冲传输运行将应用程序的数据流积累到一定的体积，形成报文在进行传输。

全双工传输：TCP模块之间可以进行全双工的数据流交换。

流量控制：TCP模块提供滑动窗口机制，支持收发双方的端到端流量控制。TCP是可变大小的滑动窗口，HDLC是固定大小的滑动窗口。

6.5.2TCP协议传输头格式

 

1）源端口（16位）：说明源服务访问点。(2^16=65536----0~65535)

2）目标端口（16位）：表示目标服务访问点。(2^16=65536----0~65535)

3）发送顺序号（32位）Sequence Number：本段中第一个数据字节的顺序号。

4）接收顺序号（32位）Acknowledgment   Number：捎带接收顺序号，指明接收方期望接收的下一个数据字节的顺序号。

5）偏置值（4位）：传输头中32位字的个数。

6）标志字段（6位）：表示各种控制信息，其中:

URG：紧急指针字段有效

 ACK：确认顺序号有效  

PSH：推进功能有效  

RST：连接复位为初始状态，通常用于连接故障后的恢复。 

SYN：建立同步连接

 FIN：结束释放连接  

紧急数据：指TCP用户认为很重要的数据，例如键盘中断等控制信号,当TCP段中的URG标志置位时，紧急指针表示距离发送序号的偏置值，在这个字节之前的数据都是紧急数据。

窗口字段：表示从应答顺序号开始的数据字节数，及接收端期望接收的字节数，发送端格局这个数字扩大字节的窗口。

 

TCP三次握手：防止产生错误的连接。

 

第一次握手：建立连接时，客户端将TCP段头的SYN位置1，并随机分配seq=X，然后将数据报发送给到服务器，并自己进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到请求数据报后，知道客户端请求建立连接，服务器将SYN位、ACK位置1，并将接受顺序号ack=X+1，同时自己随机分配seq=y，即产生SYN+ACK包回复给客户端，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包后，确认建立连接，向服务器发送确认包（ACK置1并将ack=y+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

补充： SYN攻击：

TCP四次挥手：释放连接

 1）客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN位置1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。

2）服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK位置1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。（你说关闭连接，我要先向高层领导汇报，得到他的同意）

3）客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。

4）服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。

5）客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK置1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。

6）服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。