[Linux]经典面试题 网络基础 TCP三次握手

作者: SkyBiuBiu

目录

  • [一、TCP报文格式]
  • [1.1 TCP报头]
  • [1.2 报文图例]
  • [二、TCP三次握手]
  • [2.1 运作方式]
  • [2.2 建立过程]
  • [2.3 抓包分析]
  • [三、TCP四次挥手]
  • [3.1 断开过程]

参考:

  • [TCP报头 - 维基百科,自由的百科全书 (wikipedia.org)]

  • [TCP三次握手与四次挥手 - 维基百科,自由的百科全书 (wikipedia.org)]

  • [TCP握手挥手的千层套路_技术交流_牛客网 (nowcoder.com)]

一、TCP报文格式

1.1 TCP报头

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TCP的报头有20字节,一共160位,其中包括以下内容:

  • 源端口号(16位):发起连接端口。

  • 目的端口号(16位):接受连接端口。

  • 序列号(seq,32位):

  • 如果含有同步化旗标(SYN),则此为最初的序列号;第一个资料比特的序列码为本序列号加一。

  • 如果没有同步化旗标(SYN),则此为第一个资料比特的序列码。

  • 确认号(ack,32位):仅当ACK标志为1时有效,确认号表示期望收到的下一个字节的序号。

  • 资料偏移(4位):以4字节为单位计算出的数据段开始地址的偏移值。

  • 保留(6位):置零。

  • 标识符(6位):

  • URG:1,紧急指针字段有效。

  • ACK:1,确认号字段有效。

  • PSH:1,接收方应尽快将报文交给引用层。

  • RST:1,出现严重差错,可能要重新创建TCP请求。

  • SYN:1,表示这是连接请求或是连接接受请求,用于创建连接和使顺序号同步。

  • FIN:1,表示发送方没有数据要传输了,要求释放连接。

  • 窗口(window,16位):表示从确认号开始,本报文的发送方可以接收的字节数,即接受窗口
    的大小,用于流量控制。

  • 校验和(checksum,16位):对整个的TCP报文段,包括TCP头部和TCP数据,以16位字进行计算所得。这是一个强制性的字段。

  • 紧急指针(16位):本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号。

    1.2 报文图例

二、TCP三次握手

2.1 运作方式

  • TCP协议的运行可以分为三个阶段:++连接建立、数据传送、连接中止++。

  • 操作系统将TCP连接抽象为套接字表示的本地端点,作为编程接口给程序用。

  • 一对终端同时初始化一个它们之间的连接是可能的。但通常是由一端(服务器端)打开一个套接字(socket)然后监听来自另一方(客户端)的连接,这就是通常所指的被动打开。服务器端被被动打开以后,客户端就能开始创建主动打开。

  • 服务器端执行了listen函数后,就在服务器上创建起两个队列:

  • SYN队列:存放完成了二次握手的结果。

  • ACCEPT队列:存放完成了三次握手的结果。

    2.2 建立过程

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为了保证数据能够到达目标,TCP采用三次握手的策略,过程如下:

  1. 客户端向服务端发送一个SYN包,请求一个主动打开。该包携带客户端为这个连接请求而设定的随机数A作为消息序列号。

  2. 服务端收到一个合法的SYN包后,把该包放入SYN队列中;回送一个SYN/ACK。ACK的确认码应为A+1 ,SYN/ACK包本身携带一个随机产生的序列号B

  3. 客户端收到SYN/ACK包后,发送一个ACK包,该包的序号被设定为A+1 ,而ACK的确认码为B+1

    2.3 抓包分析

(待补充)

三、TCP四次挥手

3.1 断开过程

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断开过程如下:

  1. 主动断开方(客户端/服务端)-发送一个 FIN,用来关闭主动断开方(客户端/服务端)到被动断开方(客户端/服务端)的数据传送
  2. 被动断开方(客户端/服务端)-收到这个 FIN,它发回一 个 ACK,确认序号为收到的序号加1 。和 SYN 一样,一个 FIN 将占用一个序号
  3. 被动点开方(客户端/服务端)-关闭与主动断开方(客户端/服务端)的连接,发送一个FIN给主动断开方(客户端/服务端)
  4. 主动断开方(客户端/服务端)-发回 ACK 报文确认,并将确认序号设置为收到序号加1

    原文创作:SkyBiuBiu

    原文链接:https://www.cnblogs.com/Skybiubiu/p/14906798.html

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