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一、基礎概念
1、什麼是TCP？
TCP是面向連接、可靠的進程到進程通信的協議。TCP提供雙全工服務，即數據可在同一時間雙向傳輸，每一個TCP都有發送緩存和接受緩存，用來臨時存儲數據。
2、TCP套接字
TCP協議規定，端口號拼接到IP地址即構成套接字——TCP連接的端點。
套接字（socket)=[IP地址：端口號】
TCP連接用式子表示爲
TCP連接::={socket1,socket2}={(IP1：port1) ，（IP2：port2)}
3、TCP中客戶與服務器
在面向連接通信中，連接的建立和斷開是非常頻繁的過程。TCP連接的建立採用客戶服務器方式，主動發起連接建立的應用進程成爲客戶，而被動等待連接的應用進程成爲服務器。
4、TCP報文協議
源端口號：數據發起者的端口號，16bit。
目的端口號：數據接收者的端口號，16bit。
序號：32bit的序列號，由發送方使用。
確認序號：32bit的確認號，是接收數據方期望收到發送方的下一個報文段的序號，因此確認序號應當是上次已成功收到數據字節序號加1。
首部長度：首部中32bit字的數目，可表示15*32bit=60字節的首部。一般首部長度爲20字節
保留：6bit, 均爲0
緊急URG：當URG=1時，表示報文段中有緊急數據，應儘快傳送。
確認比特ACK：ACK = 1時代表這是一個確認的TCP包，取值0則不是確認包。
推送比特PSH：當發送端PSH=1時，接收端儘快的交付給應用進程。
復位比特（RST）：當RST=1時，表明TCP連接中出現嚴重差錯，必須釋放連接，再重新建立連接。
同步比特SYN：在建立連接是用來同步序號。SYN=1， ACK=0表示一個連接請求報文段。SYN=1，ACK=1表示同意建立連接。
終止比特FIN：FIN=1時，表明此報文段的發送端的數據已經發送完畢，並要求釋放傳輸連接。
窗口：用來控制對方發送的數據量，通知發放已確定的發送窗口上限。
檢驗和：該字段檢驗的範圍包括首部和數據這兩部分。由發端計算和存儲，並由收端進行驗證。
緊急指針：緊急指針在URG=1時纔有效，它指出本報文段中的緊急數據的字節數。
選項：長度可變，最長可達40字節.。
5、TCP報文的序列號Seq和確認號Ack
序列號（sequence number）：Seq序號，佔32位，用來標識從TCP源端向目的端發送的字節流，發起方發送數據時對此進行標記。
確認號（acknowledgement number）：Ack序號，佔32位，只有ACK標誌位爲1時，確認序號字段纔有效，Ack=Seq+1。
二、TCP連接建立三握手、連接斷開四揮手理論步驟
1、連接三握手
<1>由客戶端向服務器發送一段TCP報文：
●控制位爲SYN，SYN置“1”，表示“請求建立新連接”;
●序號爲Seq=X（X一般爲0）；
隨後客戶端進入SYN-SENT階段。
<2>服務器端接收到來自客戶端的TCP報文之後，結束LISTEN階段。並向客戶端發送一段TCP報文：
●控制位爲SYN和ACK，SYN、ACK置“1”，表示“確認客戶端的報文Seq序列號有效，服務器能正常接收客戶端發送的數據，並同意創建新連接”（即告訴客戶端，服務器收到了你的數據）；
●序列號爲Seq=y（y一般爲0）；
●確認號爲Ack=x+1，表示收到客戶端的序列號Seq並將其值加1作爲自己確認號Ack的值；
隨後服務器端進入SYN-RCVD階段。
<3>客戶端接收到來自服務器端的確認收到數據的TCP報文之後，明確了從客戶端到服務器的數據傳輸是正常的，結束SYN-SENT階段。並返回最後一段TCP報文：
●控制位爲ACK，ACK置“1”，表示“確認收到服務器端同意連接的信號”。
●序列號爲Seq=x+1，表示收到服務器端的確認號Ack，並將其值作爲自己的序列號值；
●確認號爲Ack=y+1，表示收到服務器端序列號Seq，並將其值加1作爲自己的確認號Ack的值；
隨後客戶端進入ESTABLISHED階段。
服務器收到來自客戶端的“確認收到服務器數據”的TCP報文之後，明確了從服務器到客戶端的數據傳輸是正常的。結束SYN-SENT階段，進入ESTABLISHED階段。此後客戶端和服務器端進行正常的數據傳輸。這就是“三次握手”的過程。
2、斷開四揮手
<1>首先客戶端想要斷開連接，向服務器端發送一段TCP報文：
●控制位爲FIN，FIN置“1”，表示“請求釋放連接“；
●序列號爲Seq=W；
隨後客戶端進入FIN-WAIT-1階段，即半關閉階段。並且停止在客戶端到服務器端方向上發送數據，但是客戶端仍然能接收從服務器端傳輸過來的數據。
<2>服務器端接收到從客戶端發出的TCP報文之後，確認了客戶端想要釋放連接，隨後服務器端結束ESTABLISHED階段，進入CLOSE-WAIT階段（半關閉狀態）並返回一段TCP報文：
●控制位爲ACK，ACK置“1”，表示“接收到客戶端發送的釋放連接的請求”；
●序列號爲Seq=Z；
●確認號爲Ack=W+1，表示是在收到客戶端報文的基礎上，將其序號Seq值加1作爲本段報文確認號Ack的值；
隨後客戶端結束FIN-WAIT-1階段，進入FIN-WAIT-2階段。
<3>服務器端自從發出ACK確認報文之後，再次向客戶端發出一段TCP報文：
●控制位爲FIN、ACK，FIN、ACK置“1”，表示“已經準備好釋放連接了”。注意：這裏的ACK並不是確認收到服務器端報文的確認報文。
●序列號爲Seq=Z；
●確認號爲Ack=W+1；表示是在收到客戶端報文的基礎上，將其序號Seq值加1作爲本段報文確認號Ack的值。
隨後服務器端結束CLOSE-WAIT階段，進入LAST-ACK階段。
<4>客戶端收到從服務器端發出的TCP報文，確認了服務器端已做好釋放連接的準備，結束FIN-WAIT-2階段，進入TIME-WAIT階段，並向服務器端發送一段報文：
●控制位爲ACK，ACK置“1 ”，表示“接收到服務器準備好釋放連接的信號”。
●序列號爲Seq=W+1；表示是在收到了服務器端報文的基礎上，將其確認號Ack值作爲本段報文序號的值。
●確認號爲Ack=Z+1；表示是在收到了服務器端報文的基礎上，將其序號Seq值增加1作爲本段報文確認號的值。
隨後客戶端結束TIME-WAIT階段，進入CLOSED階段，由此完成“四次揮手”。
三、用Wireshark抓包工具分析TCP協議在真實環境數據通訊中的“三握手、四揮手”
1、連接三握手
mu
#####第一個包#######PC1##########
192.168.100.5###源IP###
192.168.100.6###目標IP###
63659###源端口號###
22###目標端口###
Seq=0、SYN=1
#####第二個包#######PC2##########
192.168.100.6###源IP###
192.168.100.5###目標IP###
22###源端口號###
63659###目標端口###
Seq=0、ACK=1、SYN=1
#####第三個包#######PC1##########
192.168.100.5###源IP###
192.168.100.6###目標IP###
63659###源端口號###
22###目標端口###
Seq=1、ACK=1
2、斷開四揮手
#####第一個包#######PC1##########
192.168.100.5###源IP###
192.168.100.6###目標IP###
55426###源端口號###
22###目標端口###
ACK=1、FIN=1
#####第二個包#######PC2##########
192.168.100.6###源IP###
192.168.100.5###目標IP###
22###源端口號###
55426###目標端口###
ACK=1
#####第三個包#######PC2##########
192.168.100.6###源IP###
192.168.100.5###目標IP###
22###源端口號###
55426###目標端口###
ACK=1、FIN=1
#####第四個包#######PC1##########
192.168.100.5###源IP###
192.168.100.6###目標IP###
55426###源端口號###
22###目標端口###
ACK=1
PS：在實際抓包操作中，連接釋放四揮手進程並不一定需要完整的四層，其中RST包郵強制斷開連接的作用