TCP三次握手、四次揮手與TcpDump抓包分析


一、TCP連接建立(三次握手)

過程

客戶端A,服務器B,初始序號seq,確認號ack

初始狀態:B處於監聽狀態,A處於打開狀態

  • A -> B : seq = x (A向B發送連接請求報文段,A進入同步發送狀態SYN-SENT)

  • B -> A : ack = x + 1,seq = y (B收到報文段,向A發送確認,B進入同步收到狀態SYN-RCVD)

  • A -> B : ack = y+1 (A收到B的確認后,再次確認,A進入連接狀態ESTABLISHED)

連接后的狀態:B收到A的確認后,進入連接狀態ESTABLISHED

為什么要握手要三次

防止失效的連接請求突然傳到服務器端,讓服務器端誤認為要建立連接。

二、TCP連接釋放(四次揮手)

過程

A -> B : seq = u (A發出連接釋放報文段,進入終止等待1狀態FIN-WAIT-1)

B -> A : ack = u + 1,seq = v (B收到報文段,發出確認,TCP處於半關閉,B還可向A發數據,B進入關閉等待狀態WAIT)

B -> A : ack = u + 1,seq = w (B重復發送確認號,進入最后確認狀態LAST-ACK)

A -> B : ack = w + 1,seq = u + 1 (A發出確認,進入時間等待狀態TIME-WAIT)

經過時間等待計時器設置的時間2MSL后,A才進入CLOSED狀態

為什么A進入TIME-WAIT后必須等待2MSL

  • 保證A發送的最后一個ACK報文段能達到B
  • 防止失效的報文段出現在連接中

三、需要思考的問題

問題1: 請詳細描述三次握手和四次揮手的過程
要求熟悉三次握手和四次揮手的機制,要求畫出狀態圖。

問題2: 四次揮手中TIME_WAIT狀態存在的目的是什么?
這個問題是畫出四次揮手狀態圖,會引申問你。不排除還會問為什么四次揮手是四次不是二次等問題。最好是把相關問題均掌握。

問題3: TCP是通過什么機制保障可靠性的?
從四個方面進行回答,ACK確認機制、超時重傳、滑動窗口以及流量控制,深入的話要求詳細講出流量控制的機制。

四、Tcpdump使用

tcpdump是對網絡上的數據包進行截獲的包分析工具,它支持針對網絡層、協議、主機、網絡或端口的過濾,並提供and、or、not等邏輯語句來去掉無用的信息。

監視指定主機的數據包

tcpdump host <IP地址>:截獲該IP的主機收到的和發出的所有的數據包
tcpdump host <IP地址> and <IP地址> :截獲兩個IP對應主機之間的通信

監視指定端口的數據包

tcpdump port <端口號>:截獲本機80端口的數據包

五、抓包分析握手過程

抓包方法:首先使用tcpdump命令截獲本機與某遠程主機的數據包,然后打開某遠程主機對應的網站,這里用我的域名www.fonxian.cn來做試驗。

ping www.fonxian.cn

得到域名對應的ip:151.101.100.133

ifconfg

得到本機內網ip:192.168.0.108

-S 參數的目的是獲得ack的絕對值,不加該參數,第三次握手的ack為相對值1

sudo tcpdump -S host 192.168.0.108 and 151.101.100.133

得到下圖


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