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TCP/IP状态机

发布时间:2020-06-03 12:23:54 来源:网络 阅读:316 作者:知识边界 栏目:系统运维

TCP/IP 状态机

在TCP层,有个FLAGS字段,这个字段有以下几个标识:SYN, FIN, ACK, PSH, RST, URG.

其中,对于我们日常的分析有用的就是前面的五个字段。

它们的含义是:

SYN表示建立连接,

FIN表示关闭连接,

ACK表示响应,

PSH表示有 DATA数据传输(有真正的TCP数据包内容被传递)

RST表示连接重置(是在FIN之后才会出现为1的情况)

TCP/IP状态机

三次握手主要是要初始化Sequence Number 的初始值。也就是上图中的 a 和 b。这个号在以后的数据通信中,在client端按发送顺序递增,在server端按递增顺序重新组织,以保证应用层接收到的数据不会因为网络问题乱序。


建立一个稳定的双向连接,最少需要3次通信

以张三给李四打电话为例 
打电话 
张三:喂,李四听得到么【seq=0】? 
李四: 嗯,我听到你说话了【ack=seq+1】,你能听到我么【seq=0】? 
张三:我能听到你【ack=seq+1】


TCP/IP状态机

1、双方可以同时主动关闭,也可以由一方主动关闭带动另一方被动关闭只不过,通常以一方主动另一方被动举例(如图,client主动server被动),所以看上去是所谓的4次挥手。如果两边同时主动断连接,那么双方都会进入CLOSING状态,然后到达TIME_WAIT状态,最后超时转到CLOSED状态


2、为什么建立连接协议是三次握手,而关闭连接却是四次握手呢?

TCP是全双工的,每个方向都需要单独关闭(即发送一个FIN),发一个FIN之后意味着一个方向没有数据流动,但是可以收。
这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的连接请求后,它可以把ACK和SYN(ACK起应答作用,而SYN起同步作用)放在一个报文里来发送。但关闭连接时,当收到对方的FIN报文通知时,它仅仅表示对方没有数据发送给你了;但未必你所有的数据都全部发送给对方了,所以你可能未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后,再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了,所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。


以张三给李四挂电话为例

张三:我要挂电话了【FIN。seq=x】

李四:好的【ack。seq=x+1】

李四:我也挂了【fin,seq=b,ack=X+1】 

张三:好的【ack,seq=b+1】


三次握手分析 

HTTP 协议就是建立在TCP链接上的

我们通过访问一个网页。 使用wireshark分析TCP三次握手建立连接的过程,
Wireshark的过滤规则,只显示我们需要的数据

(ip.src==10.108.15.43 and ip.dst==10.108.16.3) or (ip.src==10.108.16.3 and ip.dst==10.108.15.43)

TCP/IP状态机

1、seq=0(每发一次包seq的值加1)
2、ack=接收到的seq+1

TCP/IP状态机

TCP/IP状态机

TCP流:

TCP/IP状态机

四次挥手:

TCP/IP状态机

TCP/IP状态机

1、TCP协议规定通过发送一个FIN段(FIN被置位)来发起关闭操作,同时FIN报文段还包含着对最近收到的数据进行ACK

2、接收端对FIN进行确认,发送ACK=k+1给发送端

3、接收端将连接关闭发送给上层应用程序,由应用程序发起连接关闭操作。此时接收端由被动关闭连接壮成主动,并发送FIN报文段给发送端。报文的序列号为L(这里也可看出上一步骤中发送ACK序列号一样,因为ACK不占用序列号

所以这里的FIN的序列号也为L)。

4、发送端接收到FIN后,发送回ACK给接收端后,TCP连接终止。如果FIN丢失,发送FIN的那端需要重新发送FIN,直到接收到ACK为止。

相对于的状态机

TCP/IP状态机

12种状态机:

TCP/IP状态机

欢迎学习:TCP的状态机与重传机制


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