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TCP/IP协议族的传输层基础（3）——TCP协议的三次握手与四次挥手

分类: 文章 • 2024-07-24 12:02:04
TCP连接的建立和关闭

我们先通过tcpdump来抓取一个建立连接的TCP报文，假设我们有两台机器，在一台机器上通过telnet应用程序远程登录另一台的telnet客户端，查看之间交换的TCP报文。

执行下面的命令
sudo tcpdump -nt -i eth0 '(src 192.168.224.136 and dst 192.168.224.138) or (src 192.168.224.138 and dst 192.168.224.136）'

telnet 192.168.224.138 //我们在192.168.224.138这台机器上开启了telnet服务，在192.168.224.136这台机器上去远程登录138的机器

之后按下ctrl+]进入telnet命令行，输入quit关闭连接

抓包的结果如下（将重要的部分要红色字体标了出来，即三次握手和四次挥手）
//建立连接之前，进行三次握手
1.IP 192.168.224.136.42746 > 192.168.224.138.telnet: Flags [S], seq 4100382577, win 29200, options [mss 1460,sackOK,TS val 2175295 ecr 0,nop,wscale 7], length 0

2.IP 192.168.224.138.telnet > 192.168.224.136.42746: Flags [S.], seq 3413452905, ack 4100382578, win 14480, options [mss 1460,sackOK,TS val 2193678 ecr 2175295,nop,wscale 6], length 0

3.IP 192.168.224.136.42746 > 192.168.224.138.telnet: Flags [.], ack 1, win 229, options [nop,nop,TS val 2175295 ecr 2193678], length 0

//关闭连接之后，进行四次挥手（注意这里实际只有三个报文）
4.IP 192.168.224.136.42746 > 192.168.224.138.telnet: Flags [F.], seq 77, ack 128, win 229, options [nop,nop,TS val 2184361 ecr 2193810], length 0

5.IP 192.168.224.138.telnet > 192.168.224.136.42746: Flags [F.], seq 128, ack 78, win 227, options [nop,nop,TS val 2229952 ecr 2184361], length 0

6.IP 192.168.224.136.42746 > 192.168.224.138.telnet: Flags [.], ack 129, win 229, options [nop,nop,TS val 2184361 ecr 2229952], length 0
三次握手建立连接
  • 第一个报文包含SYN标志（Flags[S]），是一个同步报文段，136的主机向138的主机发起连接请求，同时该报文段含有一个ISN值为4100382577的序号（系统随机生成）
  • 第二个报文也是同步报文段，表示138的主机同意与136的主机建立连接，同时它发送自己的ISN值为3413452905的序号，并对第一个同步报文段进行确认。确认值是4100382578，即第一个同步报文段的序号值+1。同步报文段比较特殊，即使它没有携带任何应用程序数据，它也要占用一个序号值（这里我们的连接并没有发送任何数据）
  • 第三个报文段是对第二个报文段的确认。至此连接建立完成

四次挥手断开连接（注意这里实际上我们只有三个报文，这里有一个捎带应答的过程，后续会讲到）
  • 第四个报文段包含FIN标志（Flags[F]），是一个结束报文段，136的主机向138的主机发起断开连接请求，同时该报文段含有一个ISN值为77的序号
  • 第五个报文段注意了，这里有了一个捎带应答的机制，即本来136的主机应该先发送一个ACK确认报文，再发送一个自己的结束报文段（如下面的图），它带有一个序号128，但是这里结束报文段中捎带了一个ACK确认报文，形成了捎带应答，可以看到它有一个ack 78，这是对上一个报文段的请求的确认，是上面的序号+1。本来其实应该还要发一个类似下面的报文，这里就不发了，直接捎带了
IP 192.168.224.138.telnet > 192.168.224.136.42746: Flags [.], ack 78, win 227, options [nop,nop,TS val 2229952 ecr 2184361], length 0
  • 第六个报文段就是136主机对138主机发来的结束报文段的确认，ack是129，是上一个报文段的序号+1
关于三次握手和四次挥手的问题，用下图具体来看
TCP/IP协议族的传输层基础（3）——TCP协议的三次握手与四次挥手

注意：服务器和客户端应用程序判断对方是否已经关闭连接的方法是read系统调用返回0！！！（这意味着收到了结束报文段）

关于上图的这些客户端与服务器的状态，在下一篇文章再来叙述。

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