网络基础知识(三)

2018年08月05日 18:19:55 zzd0007 阅读数 833

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6 TCP/IP报文格式

TCP中部分字段介绍:

1> 序号:seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流。发送方发送数据时对此进行标记。

2> 确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才能生效。Ack = Seq + 1。

3> 标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等。具体含义如下:

URG:紧急指针有效。

ACK:确认序号有效。

PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层。

RST:重置连接。

SYN:发起一个新连接。

FIN:释放一个连接。

7 TCP/IP三次握手

三次握手,就是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务器端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中,这一过程由客户端执行connect来触发。流程如下图所示:

1> 第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq = j,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SEND状态,等待Server确认。

2> 第二次握手:Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack=j+1,随机产生一个值seq=k,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。

3> Client收到确认后,检查ack是否为j+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=k+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为k+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成第三次握手,随后Client和Server之间可以开始传输数据了。

注:SYN攻击:在Server发送SYN、ACK之后,收到Client的ACK之前的TCP连接称为半连接,此时Server处于SYN_RCVD状态。SYN攻击就是Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址,并向Server不断发送SYN包,Server回复确认包,并等待Client的确认,由于源地址是不存在的,因此,Server需要不断重发直至超时。这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列,导致正常的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。SYN攻击是一种典型的DDOS攻击,检测SYN攻击非常简单,当Server上有大量半连接状态且源IP地址是随机的,则可以断定遭受了SYN攻击。

8 TCP/IP四次挥手

终止TCP连接需要客户端和服务器端总共发送4个包已确认连接的断开。在socket编程中,这一过程由客户端或服务器端任一方执行close来触发。流程如下图所示:

TCP连接是全双工模式,所以每个方向需要单独进行关闭,这一原则是当一方数据完成发送任务后,发送一个FIN来终止这一方向的连接,收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了,即不会再收到数据了,但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据,直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方则执行被动关闭。

1> 第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态。

2> 第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSE_WAIT状态。

3> 第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。

4> 第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

在实际中还可能会出现同时发起主动关闭的情况,分别反馈ACK=1,ack+接收到的序列号+1即可。

9 为什么建立连接是三次握手,而关闭连接是四次挥手?

这是因为在建立连接的过程中,服务器端在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时,当收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了,但是还能接收数据,己方也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即close,也可以发送一些数据给对方后,在发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接。因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送。

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