網絡安全01(TCP、UDP、IP協議)

TCP

基本概念

  • 面向連接的傳輸層協議,邏輯意義上的連接
  • 每一條TCP連接只有2個端點,發送方和接收方是點對點的方式獨佔線路
  • 可靠交付服務,保證數據無差錯不丟失不重複按順序到達(主要目的)
  • 全雙工通信,通信的雙方可以同時發送和接收信息的信息交互方式
  • 面向字節流,數據塊

TCP首部

TCP報文段分爲TCP首部和TCP數據部分
TCP首部長度可變最長爲60字節,其中固定首部爲20字節。
源端口(16位):發送方端口號
目的端口(16位):接收方端口號
序號seq(32位):網絡存在最大報文段長度限制,所以較大的數據會被分成等於最大報文段長度的若干份,每一份都進行編號。一個報文段的序號是該報文段的首字節的字節流編號。
確認號ack(32位):全雙工通信的體現,當A收到B的發來的報文,同時A又想給B發報文,A就會把B的報文中的序號再加一後拿出,放入A自己的報文的確認號中,表示A會等待該序號之後B的報文。
數據偏移(4位):也稱首部長度字段,數據偏移的單位爲4字節,4位二進制表示的最大數爲15,因此可以得出TCP首部最長爲60字節。
URG(1位):判斷緊急指針是否有效
ACK(1位):判斷確認號是否有效
PSH(1位):若被置1則接收方應該立刻將數據交給上層,和緊急指針配合。
RST(1位):四次揮手不是關閉TCP連接的唯一方法,有時,如果主機需要儘快關閉連接(或連接超時,端口或主機不可達),將RST置1的包會被髮送。
SYN(1位):置1請求連接
FIN(1位):置1表示發送數據完畢,請求結束連接
窗口(16位):告訴通信的對方本地tco接收緩衝區還剩多少空間,控制傳輸速率。
檢驗和(16位):表示傳輸過程中數據是否損壞
在這裏插入圖片描述

三次握手(建立連接)

在這裏插入圖片描述①服務器(接收端)先創建傳輸控制塊TCB,此時服務器會處於監聽狀態,等待客戶端(發送端)的進程連接請求。
②客戶端也創建傳輸控制塊TCB,向服務器發送連接請求報文段,創建客戶端的初始序號,報文段中SYN = 1。
③若服務器同意連接,則向客戶端發送確認報文,創建服務器的初始序號,確認號爲客戶端的請求報文段序號加1,SYN = 1,ACK = 1,接下來服務器進入同步接收狀態。
④當客戶端接收到服務器的確認報文後,客戶端再向服務器發送確認報文,序號和確認號按規則處理,ACK = 1。接下來客戶端進入連接建立狀態。
⑤服務器接收到確認報文後也進入連接建立狀態。
以上的報文段都不攜帶數據且會消耗序號。

四次揮手(釋放連接)

tcp在通訊完成後來釋放連接。
在這裏插入圖片描述①客戶端向服務器發送釋放連接報文段,停止向服務器發送數據,報文段中FIN = 1。客戶端進入終止等待狀態。
②服務器接收到釋放連接報文段後,向服務器發送確認報文,ACK=1,服務器進入終止等待狀態。整個TCP連接進入半關閉狀態,此時服務器還可以繼續向客戶端發送信息,而客戶端不會主動聯繫服務器,整個狀態會持續一段時間。
③客戶端收到服務器的確認報文後,進入第二次終止等待狀態。
④一段時間後服務器向客戶端再發送一個釋放連接報文段,這個報文段中的確認號和上一條報文段中的確認號一致,FIN = 1,ACK =1。服務器進入最後確認狀態。
⑤客戶端收到服務器的釋放連接報文後,向服務器最後再發送一個確認報文,ACK = 1,客戶端進入等待狀態,等待約兩分鐘時間,徹底結束TCP連接。
以上的報文段都不攜帶數據且會消耗序號。

UDP

基本概念

  • 無連接,不需要建立連接,工作在傳輸層
  • 不可靠交付
  • 支持多對多
  • 面向報文,不拆解不合並
  • 首部開銷小(8字節)

UDP首部

源端口、目的端口、長度、檢驗和(若有錯就丟掉)都爲2個字節(16位)
在這裏插入圖片描述

IP

基本概念

  • 工作在網絡層

IP首部

固定部分20字節在這裏插入圖片描述版本(4位):IPV4或IPV6
總長度(16位):IP數據報的總長度,首部加數據,單位爲字節,一個IP數據報理論最大長度爲65535 字節,不過大多數不超過1500字節。
生存時間(8位):一個IP數據報不會永遠在網絡中循環,每經過一臺路由器該值就減1,到0時丟棄該數據報。
協議(8位):該字節僅在IP數據報到達目的地時纔會用到,數字爲6表示使用TCP協議,數字爲17表示使用UDP協議。
片偏移(12位):指出當前IP數據報的數據部分再沒分片之前的位置。計算方法如下:
在這裏插入圖片描述
源地址和目的地址(都爲32位):源地址就是發送端的IP地址(0.0.0.0~255.255.255.255),目的地址需要通過DNS服務器解析來決定。

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