tcp三次握手详解

############################# TCP三次握手 ###############################

Source Port&Destination Port（来源端口&目标端口）：我们知道IP数据包的传送方式主要是
通过IP地址连接两端，但是到底这个连接的通道是连接到哪里去？没错，就是连接到Port上，
例如一个www.sina.com有开发www服务器，这表示新浪网址的主机需要启动一个可以让Client
端连接的端口，这个端口就是Port，同样的，客户端想要连接到新浪网站时，就需要在Client
主机上面启动一个Port，这样两个主机才能利用这条通道来传递数据包数据，这个目标与来源
Port的记录，可以说是TCP数据包上最重要的参数

Sequence Number（数据包序号）：由于TCP数据包需要带入IP数据包当中，所以如果TCP数据太
大时（大于IP数据包的容许程度），就得要进行分段。这个Sequence Number就是记录每个数据
包的序号，可以让接收端重新将TCP的数据组合起来。

Acknowledge Number（回应序号）：为了确认主机端确实有收到我们Client端所送出的数据包
数据，我们Client端当然希望能够收到主机方面的响应，那就是这个Acknowledge Number的用
途。当Client端收到这个确认码时，就能够确定先前传递的数据包已经被正确的收下了

Data Offset（信息补偿）：在图中倒数第2行有个Options字段，这个Options字段的长度是非
固定的，为了确认整个TCP数据包的大小，就需要这个标志来说明整个数据包区段的起始位置

Reserved（保留）：未使用的保留字段

Code（Control Flag），控制标志码）：当我们在进行网络连接的时候，需要说明这个连接的
状态，好让接收端了解这个数据包的主要操作，这可是一个非常重要的句柄，这个字段共有
6个bits，分别代表6个句柄，若为1则为启动，分别说明：

1) URG(Urgent):若为1则代表该数据包为紧急数据包，接收端应该紧急处理，且图中的Urgent
Pointer字段也会被启用
2) ACK（Acknowledge）：若为1代表这个数据包为响应数据包，则与上面提到的Acknowledge
Number有关
3) PSH（Push Function）：若为1，代表要求对方立即传送缓冲区内的其他对应数据包，而
无须等待缓冲区满了才送
4) RST（Reset）：如果RST为1的时候，表示连接会马上结束，而无须等待终止确认手续，
这就是说，这个是强制结束的连接，且发送端已断线
5) SYN(Synchronous）：若为1，表示发送端希望双方建立同步处理，也就是要求建立连接。
通常带有SYN标志的数据包表示主动要连接到对方的意思
6) FIN(Finsh): 若为1，表示传送结束，所以通知对方数据传毕，是否同意断线，只是发
送者还在等待对方的响应而已

其中比较常见的应该是ACK、SYN、FIN等，这3个句柄是务必要记下来的。

Window（滑动窗口）：主要是用来控制数据包的流量，可以告知对方目前本身有的缓冲器
容量（Receive Buffer）还可以接收数据包。当Window=0时，代表缓冲器已经额满，
应该要暂停传输数据。Windows的单位是Byte
Checksum（确认校验码）：当数据要有发送端送出前，会进行一个检验的操作，并将该操作
的检验值标注在这个字段上，而接收者收到这个数据包之后，会再次的对数据包进行
验证，并且比对原发送的Checksum值是否相符，如果相符就接受，若不符就会假设该
数据包已经毁损，进而要求对方重新发送此数据包
Urgent Pointer（紧急信息）：当Code字段内的URG=1时，Urgent Pointer才会产生作用
可以告知紧急数据所在的位置
Options（任意信息）：目前此字段仅应用于表示接收端可以接收的最大数据区段容量，若此
字段不使用，表示可以使用任意数据区段的大小，这个字段较少用
Padding（补足字段）：如同ip数据包需要有固定的32bits表头一样，Options由于字段非
固定，所以也需要Padding字段来加以补齐才行

TCP三次握手流程：
A：数据包发起。当客户端想要对服务器端连接时，就需要送出一个要求连接的数据包，
  此时客户端必须随机取用一个大于1024的端口来作为程序通信的接口，然后在TCP
  的表头中，需要带有SYN的主动连接（SYN=1），并且记下发送出连接数据包给服务
  器端的序号（Sequence Number=10001）
B：数据包接收与确认数据包传送。当服务器接收到这个数据包，并且确定要接收这个
  数据包后，就会开始制作一个同时带有SYN=1、ACK=1的数据包，其中那个Acknowledge
  的号码是要给Client端确认用的，所以该数字会比（A步骤）里面的Sequence号码多
  一号（ack=10001+1=10002），服务器也需要确认客户端确实可以接收我们的数据包
  才行，所有也会发送出一个Sequence（seq=20001）给客户端，并且开始等待客户
  端给我们服务器端的响应
C：回送确认数据包。当客户端收到来自服务器端的ACK数字后（10002）就能够确认
  之前那个要求数据包被正确地接收，接下来如果客户端也同意与服务器端建立
  连接，就会再次发送一个确认数据包（ACK=1）给服务器，即Acknowledge=20001+1=20002
D：取得最后确认。若一切顺利，在服务器端收到带有ACK=1且ack=20002序号的数据包后
  ，就能够建立起这次的连接了

不论是服务器还是客户端，都需要通过一次SYN与ACK来建立连接，所以总共会进行3次
握手

注：当我们使用tcpdump在Router上面监听明文的传输数据时，例如FTP传输协议，你觉得会
发生什么问题？我们先在主机端执行“tcpdump -i lo port 21 -nn -X",然后登陆并输入
密码，结果你会发现可以监听到FTP的用户名和密码

例：#   tcpdump -nn -X 'port 80'
   17:53:02.241489 IP 123.125.71.77.16161 > 10.156.239.0.80: P 1:262(261) ack 1 win 1460
0x0000: 4500 012d 6c6e 4000 2d06 23f6 7b7d 474d [email protected]#.{}GM
0x0010: 0a9c ef00 3f21 0050 b348 d746 b075 6c65 ....?!.P.H.F.ule
0x0020: 5018 05b4 8606 0000 4745 5420 2f66 6f72 P.......GET./for
0x0030: 756d 2e70 6870 3f6d 6f64 3d66 6f72 756d um.php?mod=forum
0x0040: 6469 7370 6c61 7926 6669 643d 3226 7061 display&fid=2&pa
0x0050: 6765                                     ge
17:53:02.241565 IP 10.156.239.0.80 > 123.125.71.77.16161: . ack 262 win 14
0x0000: 4500 0028 3ee5 4000 4006 3f84 0a9c ef00 E..(>[email protected]@.?.....
0x0010: 7b7d 474d 0050 3f21 b075 6c65 b348 d84b {}GM.P?!.ule.H.K
0x0020: 5010 000e 0b7f 0000                      P.......
17:53:02.283377 IP 10.156.239.0.80 > 123.125.71.77.16161: . 1:2921(2920) ack 262 win 14
0x0000: 4500 0b90 3ee6 4000 4006 341b 0a9c ef00 E...>[email protected]@.4.....
0x0010: 7b7d 474d 0050 3f21 b075 6c65 b348 d84b {}GM.P?!.ule.H.K
0x0020: 5010 000e c7e9 0000 4854 5450 2f31 2e31 P.......HTTP/1.1
0x0030: 2032 3030 204f 4b0d 0a53 6572 7665 723a .200.OK..Server:
0x0040: 206e 6769 6e78 0d0a 4461 7465 3a20 5375 .nginx..Date:.Su
0x0050: 6e2c

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