Wireshark文档阅读笔记-TCP 3 way handshaking解析与实例

曾经终败给现在 2023-01-11 09:26 115阅读 0赞

这里先介绍2个概念：

TCB：Transmission Control Block，传输控制块，这个和PCB（进程控制块）类似，存储了很多重要的内容。如TCP连接表，发送缓存指针和接收缓存指针，重发队列指针，当前序列号和确认序列号（ACK）。

ACK包中带有“数据”，这个数据是指处理SYN（Synchronize Sequence Numbers同步序列号），确认包序列为seq=x+1，这个x是客户端或服务器传过来的。但在实际TCP3次握手中，不仅仅包含这些东西，还带有商议的内容如MSS（maximum segment size）等。

假设客户端和服务端目前都处于CLOSED状态。

流程图如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxNzg0NDI3NjE_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

1. 服务端创建TCB，并且使用TCB接收客户端请求，当TCB建立起来后，服务端的状态会从CLOSED变为LISTEN。

2. 客户端也创建TCB，并且使用TCB发送请求，请求头中带有“SYN=1”，生成一个任意的随机数seq=x。SYN包（SYN设置为1的包称为SYN包），除了携带sql=x这个会被服务端处理的消息，不会携带其他消息。当请求发送后客户端会从CLOSED状态转变为SYN-SENT状态。

3. 服务端接收到客户端消息后：

a. 如果服务端接收到客户端发起的连接（也就是这个消息），会回一个确认消息，在消息体中带有SYN和ACK，并且都会被置为1，服务端也会生成一个随机数seq=y，ack=x+1，这个x是客户端发过来的值，这个包里面只会包含刚刚说的那些数据。此时服务端的状态将变为SYN-RCVD。

b. 如果服务端拒绝连接，将会发送RST包用于重置连接。

4. 客户端接收到服务端的响应，会发送一个确认包内容为ACK置为1，seq=x+1。

完成上面的操作后两个进程的状态都会转变为ESTABLISHED，这就是TCP的三次握手。

官方的例子如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxNzg0NDI3NjE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

[点击下载][Link 1]

下面来分析下本人抓的包：

这里我们使用Java搭建一个Web服务端，请求的关键代码如下：

package cn.it1995.demo;
    
    import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    @RestController
    public class MyController {
    
        @GetMapping("/test")
        public String test(){
    
            return "test";
        }
    }

用C++写个客户端，让其连接，获取数据，然后断开连接：

#include <QCoreApplication>
    #include <QDebug>
    #include <QNetworkAccessManager>
    #include <QNetworkReply>
    #include <QUrl>
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        QCoreApplication a(argc, argv);
    
        QNetworkAccessManager manager;
        QNetworkRequest request;
        request.setUrl(QUrl("http://127.0.0.1:8080/test"));
        QNetworkReply *reply = manager.get(request);
        QObject::connect(reply, &QNetworkReply::finished, [&](){
    
            qDebug() << reply->readAll();
            qApp->exit();
        });
    
        return a.exec();
    }

此时抓到的包如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxNzg0NDI3NjE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

一开始客户端发了一个包将Seq=0。

服务端收到后返回Ack=0+1，而Seq=0这个0为服务端产生的随机数。

客户端接收到服务端的包后将Ack设置为1，Seq为0+1。这个0为服务端传过来的0。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxNzg0NDI3NjE_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221119/a76d1572d46b49c6b88da019c60afa53.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxNzg0NDI3NjE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210126203831680.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxNzg0NDI3NjE=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[Link 1]: https://gitlab.com/wireshark/wireshark/-/wikis/uploads/__moin_import__/attachments/TCP_3_way_handshaking/3-way-handshake.pcap
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxNzg0NDI3NjE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210126203925829.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxNzg0NDI3NjE=,size_16,color_FFFFFF,t_70