TCP/IP三次握手四次挥手

Posted 2020-11-16 dreamfreedom

TCP/IP协议是一个超级复杂而又庞大是东西，以后更需要深入学习，这个文主要记录下三次握手和四次挥手的抓包和简介。

1.TCP/IP

　　TCP/IP 是不同的通信协议的大集合。

　　是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议族。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议族， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

　　TCP/IP协议参考ISO,OSI模型共有七层，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。但是这显然是有些复杂的，所以在TCP/IP协议中，它们被简化为了应用层，传输层，Internet层，网络访问层，四个层次。

2.TCP报头结构，

1.源端口，目标端口，各占16位，可表示2^16个端口

2.序号 报文的序号

3.确认号  确认报文，表示N-1之前的报文已经收到，下次发送报文N　

4.数据偏移(4位，表示首部的长度，所以首部最大长度是60字节)，保留字段(6位)，URG,ACK,PSH,RST,SYN,FIN(6个标记位)，窗口

5.校验，紧急指针。

6，可变选项，填充

TCP报头固定长度占20个字节。

6个标志位

URG: 紧急指针位，当URG=1时，表示紧急指针有效，属于优先级高的数据。快速反应。

ACK: 确认ack，当ACK=1时，确认字段号才有效，建立连接的主机ACK必须为1

PSH: 当PSH=1时，接受端应用程序应该立即读取数据，而不是进入缓冲区。

RST: 当RST=1时，改连接发生严重错误，释放错误，需重新建立连接，RST置1还用来拒绝一个非法的报文段或拒绝打开一个连接。

SYN: 建立连接同步，当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。对方若同意建立连接，则应在相应的报文段中使用SYN=1和ACK=1。因此，SYN置为1就表示这是一个连接请求或连接接受的报文，只有在前两次握手中SYN才置为1，带SYN标志的TCP报文 段称为同步报文段 。

FIN: 用来结束和释放一个连接，当FIN=1时，通知对面主机表示要结束连接，结束报文段

窗口:用于控流，表示对方发送的数据量，从本报文段 的确认号开始允许对方发送的数据量，达到此值，需要ACK确认后才能再继 续传送后面数据，由Window size value * Window size scaling factor （此值在三次握手阶段TCP选项Window scale协商得到）得出此值 。

校验: 检验范围包括首部和数据两部分,提供额外的可靠性。

紧急指针：标记紧急数据在数据字段中的位置 ，指出本报文段中的紧急数据的字节数（紧急数据结束后就是普通数据）。因此，紧急指针指出了紧急数据的末尾在报文段中的位置。当所有紧急数据都处理完时，TCP就告诉应用程序恢复到正常操作。值得注意的是，即使窗口为零时也可发送紧急数据。

可变选项:最大40个字节，TCP报文首部最大60字节，固定字节20个字节

3.三次握手流程

 

 

 

 

 

4 三次握手抓包

　　软件:Wireshark

　　通过本地的虚拟机连接

 

 

 三次握手的包，第一个包：

 

 

 第二个包

 

 

 第三个包

 

 

 

 

 5. 四次挥手过程

四次挥手的三种报文可能

客户端先发送一个FIN给服务端，自己进入了FIN_WAIT_1状态，这时等待接收 服务端的报文，该报文会有三种可能： ? 

只有服务端的ACK ? 只有服务端的FIN ? 基于服务端的ACK，又有FIN ?

 1、只收到服务器的ACK，客户端会进入FIN_WAIT_2状态，后续当收到服务端 的FIN时，

 回应发送一个ACK，会进入到TIME_WAIT状态， 这个状态会持续 2MSL(TCP报文段在网络中的最大生存时间, RFC 1122标准的建议值是2min). 

 客户端等待2MSL，是为了当最后一个ACK丢失时，可以再发送一次。因为服务 端在等待超时后会再发送一个FIN给客户端，而客户端知道ACK已丢失 

 2、只有服务端的FIN时，回应一个ACK给服务端，进入CLOSING状态，然后接 收到服务端的ACK时，进入TIME_WAIT状态 ?

 3、同时收到服务端的ACK和FIN，直接进入TIME_WAIT状态 

6. 四次挥手抓包

 

 如上，当客户端发送FIN时接收到了服务端的FIN ,ACK ，客户端发送一个ACK，直接进入time_wait状态，等待2msl,关闭连接

 

 

 三次握手四次挥手有限状态机

有限状态机FSM:Finite State Machine 

 ?CLOSED 没有任何连接状态 ?

  LISTEN 侦听状态，等待来自远方TCP端口的连接请求 

  SYN-SENT 在发送连接请求后，等待对方确认 

  SYN-RECEIVED 在收到和发送一个连接请求后，等待对方确认 

  ESTABLISHED 代表传输连接建立，双方进入数据传送状态 

  FIN-WAIT-1 主动关闭,主机已发送关闭连接请求，等待对方确认 

  FIN-WAIT-2 主动关闭,主机已收到对方关闭传输连接确认，等待对方发送关闭 传输连接请求 

  TIME-WAIT 完成双向传输连接关闭，等待所有分组消失 

  CLOSE-WAIT 被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求，并已确认 

  LAST-ACK 被动关闭,等待最后一个关闭传输连接确认，并等待所有分组消失 

  CLOSING 双方同时尝试关闭传输连接，等待对方确。