目的:重新梳理TCP,全局理解協議中的細節,知道是怎樣實現的,理解為什么要這樣做,了解可能會帶來什么問題。
PS:圖片有空了慢慢貼。
簡要介紹:
TCP協議是基于網絡層IP協議的傳輸層協議,提供一種面向連接的,可靠的字節流服務(byte stream service )。在TCP連接中, 僅支持兩方進行彼此通信。
TCP的可靠性由以下方式 來提供:
1) 恰當的數據分段。即將字節流根據MSS來封包發送。
2) 確認機制、重傳機制。
3) 首部的檢驗和。
4) 網絡層的IP數據報可能會失序,因此TCP需要將數據進行重新排序。
5) 數據報可能會重復,必須恰當的丟棄重復的數據報。
6) TCP提供流量控制,可根據另一端的緩沖區情況發送恰當的數據(滑動窗口協議)。
7) TCP協議對字節流不作解釋。由應用層對數據進行語義上的解釋。
隨便抓個包:
IP數據頭
TCP數據頭

頭部中比較重要的數據結構
源端口,目的端口,序號,確認序號。 標志位,窗口大小。
URG:緊急指針,一般用不上,忽略。
ACK:經常用,接收端發給源端,確認前一個包已收到。
PSH:個人沒怎么碰到過。
RST:可以理解為重置連接,普通情況下當目標端口未開放會發送此RST回來,此外,連接中間的防火墻等網絡設備也會發。

SYN:發起連接的標志,SYN Flood是基于的一種DOS攻擊手法。
FIN:shutdown 時發送,告訴對方,我這邊完成了,要送掉連接了。
1、 TCP連接的建議,三步握手。
1) 源端發送SYN到服務器,表示喜娃懷與服務器的某個端口建立TCP連接,在TCP首部帶上初始的序號(client ISN)。此報文中設置SYN=1;
2) 服務器返回SYN包,帶上服務器的初始序號(server ISN),并且ACK=client ISN+1設置SYN=1,ACK=1;
3) 源端返回服務器ACK包, ack = server ISN+1;

PS:這邊的Seq居然從0開始,之前都沒注意過~~
關于ISN的選擇,根據文獻內容,應當隨時間變化,避免網絡中被延遲的分組被重新傳遞后導致的錯誤解釋。
2、 TCP連接的終止,四步握手。
1) 首先關閉的一方(A)發送FIN包。FIN在應用層、開發者面前就是socket.read 將返回EOF。
2) 接受端(B)返回FIN的ACK包。
3) B關閉連接,發送FIN。
4) A發送ACK。
關閉階段存在另外兩衍生的流程。1) 2與3 兩步可以合并, 當B端無數據發送時,無需發放兩個包,可以在一個包里面同時設置FIN+ACK,也就是上面的截圖。2)當僅一端調用shutdown,另一端還存在數據發送時,存在半關閉連接的情況。即第2步結束后,B端繼續發送數據,A端對這些數據仍然發送ACK,一直到B端發送FIN。
以下是一個簡單的client + server 測試代碼,通過簡單的Sleep可以看出, 當收到FIN包時,緩沖區的數據仍然存在,僅在后面多了一個EOF而已。
1 #!/usr/bin/env python
2 import socket
3 import time
4
5 host="192.168.5.106"
6 port=10000
7 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
8 s.bind((host,port))
9 s.listen(5)
10 sock,addr=s.accept()
11 print "got connection form ",sock.getpeername()
12 while 1:
13 data=sock.recv(1)
14 time.sleep(0.1)
15 if not data:
16 print("~~~~~")
17 break
18 else:
19 print data
20
1 #!/usr/bin/env python
2 import socket
3 host="192.168.5.106"
4 port=10000
5 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
6 s.connect((host,port))
7 s.send("hello from client")
8 s.close()