网络安全01(TCP、UDP、IP协议)

TCP

基本概念

  • 面向连接的传输层协议,逻辑意义上的连接
  • 每一条TCP连接只有2个端点,发送方和接收方是点对点的方式独占线路
  • 可靠交付服务,保证数据无差错不丢失不重复按顺序到达(主要目的)
  • 全双工通信,通信的双方可以同时发送和接收信息的信息交互方式
  • 面向字节流,数据块

TCP首部

TCP报文段分为TCP首部和TCP数据部分
TCP首部长度可变最长为60字节,其中固定首部为20字节。
源端口(16位):发送方端口号
目的端口(16位):接收方端口号
序号seq(32位):网络存在最大报文段长度限制,所以较大的数据会被分成等于最大报文段长度的若干份,每一份都进行编号。一个报文段的序号是该报文段的首字节的字节流编号。
确认号ack(32位):全双工通信的体现,当A收到B的发来的报文,同时A又想给B发报文,A就会把B的报文中的序号再加一后拿出,放入A自己的报文的确认号中,表示A会等待该序号之后B的报文。
数据偏移(4位):也称首部长度字段,数据偏移的单位为4字节,4位二进制表示的最大数为15,因此可以得出TCP首部最长为60字节。
URG(1位):判断紧急指针是否有效
ACK(1位):判断确认号是否有效
PSH(1位):若被置1则接收方应该立刻将数据交给上层,和紧急指针配合。
RST(1位):四次挥手不是关闭TCP连接的唯一方法,有时,如果主机需要尽快关闭连接(或连接超时,端口或主机不可达),将RST置1的包会被发送。
SYN(1位):置1请求连接
FIN(1位):置1表示发送数据完毕,请求结束连接
窗口(16位):告诉通信的对方本地tco接收缓冲区还剩多少空间,控制传输速率。
检验和(16位):表示传输过程中数据是否损坏
在这里插入图片描述

三次握手(建立连接)

在这里插入图片描述①服务器(接收端)先创建传输控制块TCB,此时服务器会处于监听状态,等待客户端(发送端)的进程连接请求。
②客户端也创建传输控制块TCB,向服务器发送连接请求报文段,创建客户端的初始序号,报文段中SYN = 1。
③若服务器同意连接,则向客户端发送确认报文,创建服务器的初始序号,确认号为客户端的请求报文段序号加1,SYN = 1,ACK = 1,接下来服务器进入同步接收状态。
④当客户端接收到服务器的确认报文后,客户端再向服务器发送确认报文,序号和确认号按规则处理,ACK = 1。接下来客户端进入连接建立状态。
⑤服务器接收到确认报文后也进入连接建立状态。
以上的报文段都不携带数据且会消耗序号。

四次挥手(释放连接)

tcp在通讯完成后来释放连接。
在这里插入图片描述①客户端向服务器发送释放连接报文段,停止向服务器发送数据,报文段中FIN = 1。客户端进入终止等待状态。
②服务器接收到释放连接报文段后,向服务器发送确认报文,ACK=1,服务器进入终止等待状态。整个TCP连接进入半关闭状态,此时服务器还可以继续向客户端发送信息,而客户端不会主动联系服务器,整个状态会持续一段时间。
③客户端收到服务器的确认报文后,进入第二次终止等待状态。
④一段时间后服务器向客户端再发送一个释放连接报文段,这个报文段中的确认号和上一条报文段中的确认号一致,FIN = 1,ACK =1。服务器进入最后确认状态。
⑤客户端收到服务器的释放连接报文后,向服务器最后再发送一个确认报文,ACK = 1,客户端进入等待状态,等待约两分钟时间,彻底结束TCP连接。
以上的报文段都不携带数据且会消耗序号。

UDP

基本概念

  • 无连接,不需要建立连接,工作在传输层
  • 不可靠交付
  • 支持多对多
  • 面向报文,不拆解不合并
  • 首部开销小(8字节)

UDP首部

源端口、目的端口、长度、检验和(若有错就丢掉)都为2个字节(16位)
在这里插入图片描述

IP

基本概念

  • 工作在网络层

IP首部

固定部分20字节在这里插入图片描述版本(4位):IPV4或IPV6
总长度(16位):IP数据报的总长度,首部加数据,单位为字节,一个IP数据报理论最大长度为65535 字节,不过大多数不超过1500字节。
生存时间(8位):一个IP数据报不会永远在网络中循环,每经过一台路由器该值就减1,到0时丢弃该数据报。
协议(8位):该字节仅在IP数据报到达目的地时才会用到,数字为6表示使用TCP协议,数字为17表示使用UDP协议。
片偏移(12位):指出当前IP数据报的数据部分再没分片之前的位置。计算方法如下:
在这里插入图片描述
源地址和目的地址(都为32位):源地址就是发送端的IP地址(0.0.0.0~255.255.255.255),目的地址需要通过DNS服务器解析来决定。

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