TCP/IP協(xié)議
TCP/IP不是一個(gè)協(xié)議,而是一個(gè)協(xié)議族的統(tǒng)稱。里面包括IP協(xié)議、IMCP協(xié)議、TCP協(xié)議。
這里有幾個(gè)需要注意的知識(shí)點(diǎn):
互聯(lián)網(wǎng)地址:也就是IP地址,一般為網(wǎng)絡(luò)號(hào)+子網(wǎng)號(hào)+主機(jī)號(hào)
域名系統(tǒng):通俗的來(lái)說(shuō),就是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),可以將主機(jī)名轉(zhuǎn)換成IP地址
RFC:TCP/IP協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)文檔
端口號(hào):一個(gè)邏輯號(hào)碼,IP包所帶有的標(biāo)記
數(shù)據(jù)鏈路層的工作特性:
為IP模塊發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報(bào)
為ARP模塊發(fā)送ARP請(qǐng)求和接收ARP應(yīng)答(ARP:地址解析協(xié)議,將IP地址轉(zhuǎn)換成MAC地址)
為RARP發(fā)送RARP請(qǐng)求和接收RARP應(yīng)答
接下來(lái)我們了解一下TCP/IP的工作流程:
數(shù)據(jù)鏈路層從ARP得到數(shù)據(jù)的傳遞信息,再?gòu)腎P得到具體的數(shù)據(jù)信息
IP協(xié)議
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IP協(xié)議頭當(dāng)中,最重要的就是TTL(IP允許通過(guò)的最大網(wǎng)段數(shù)量)字段(八位),規(guī)定該數(shù)據(jù)包能穿過(guò)幾個(gè)路由之后才會(huì)被拋棄。
IP路由選擇
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ARP協(xié)議工作原理
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ICMP協(xié)議(網(wǎng)絡(luò)控制文協(xié)議)
將IP數(shù)據(jù)包不能傳送的錯(cuò)誤信息傳送給主機(jī)
查詢報(bào)文
ping查詢:主機(jī)是否可達(dá),通過(guò)計(jì)算間隔時(shí)間和傳送多少個(gè)包的數(shù)量
子網(wǎng)掩碼
時(shí)間戳:獲得當(dāng)前時(shí)間
差錯(cuò)報(bào)文
不產(chǎn)生的情況:
ICMP差錯(cuò)報(bào)文不產(chǎn)生差錯(cuò)報(bào)文
源地址為零地址、環(huán)目地址、廣播地址、多播地址
IP路由器選擇協(xié)議
靜態(tài)路由選擇
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靜態(tài)路由選擇
配置接口以默認(rèn)方式生成路由表項(xiàng),或者使用route add手動(dòng)添加表項(xiàng)
ICMP報(bào)文(ICMP重定向報(bào)文)更新表項(xiàng)
動(dòng)態(tài)路由選擇(只使用在路由之間)
RIP(路由信息協(xié)議)
分布式的基于距離向量(路由器到每一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄)的路由選擇協(xié)議
router承擔(dān)的工作:
給每一個(gè)已知路由器發(fā)送RIP請(qǐng)求報(bào)文,要求給出完整的路由表
如果接受請(qǐng)求,就將自己的路由表交給請(qǐng)求者;如果沒(méi)有,就處理IP請(qǐng)求表項(xiàng)(自己部分+跳數(shù)/沒(méi)有的部分+16)
接受回應(yīng),更新路由表
定期更新路由表(一般為30s,只能說(shuō)太頻繁~)
OSPF(開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議)
分布式鏈路狀態(tài)(和這兩個(gè)路由器都有接口的網(wǎng)絡(luò))協(xié)議
當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),采用可靠的洪泛法,向所有的路由器發(fā)送信息(相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài))
最終會(huì)建立一個(gè)全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖
TCP/IP的三次握手,四次分手
首先我們先來(lái)了解TCP報(bào)文段
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重要的標(biāo)志我在圖中也有標(biāo)記,重點(diǎn)了解標(biāo)志位
ACK:確認(rèn)序號(hào)有效
RST:重置連接
SYN:發(fā)起了一個(gè)新連接
FIN:釋放一個(gè)連接
三次握手的過(guò)程(客戶端我們用A表示,服務(wù)器端用B表示)
前提:A主動(dòng)打開(kāi),B被動(dòng)打開(kāi)
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在建立連接之前,B先創(chuàng)建TCB(傳輸控制塊),準(zhǔn)備接受客戶進(jìn)程的連接請(qǐng)求,處于LISTEN(監(jiān)聽(tīng))狀態(tài)
A首先創(chuàng)建TCB,然后向B發(fā)出連接請(qǐng)求,SYN置1,同時(shí)選擇初始序號(hào)seq=x,進(jìn)入SYN-SEND(同步已發(fā)送)狀態(tài)
B收到連接請(qǐng)求后向A發(fā)送確認(rèn),SYN置1,ACK置1,同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)確認(rèn)序號(hào)ack=x+1。同時(shí)隨機(jī)選擇初始序號(hào)seq=y,進(jìn)入SYN-RCVD(同步收到)狀態(tài)
A收到確認(rèn)連接請(qǐng)求后,ACK置1,確認(rèn)號(hào)ack=y+1,seq=x+1,進(jìn)入到ESTABLISHED(已建立連接)狀態(tài)。向B發(fā)出確認(rèn)連接,最后B也進(jìn)入到ESTABLISHED(已建立連接)狀態(tài)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是
建立連接時(shí),客戶端發(fā)送SYN包(SYN=i)到服務(wù)器,并進(jìn)入到SYN-SEND狀態(tài),等待服務(wù)器確認(rèn)
服務(wù)器收到SYN包,必須確認(rèn)客戶的SYN(ack=i+1),同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包(SYN=k),即SYN+ACK包,此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN-RECV狀態(tài)
客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK包,向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)報(bào)ACK(ack=k+1),此包發(fā)送完畢,客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài),完成三次握手
在此穿插一個(gè)知識(shí)點(diǎn)就是SYN攻擊,那么什么是SYN攻擊?發(fā)生的條件是什么?怎么避免?
在三次握手過(guò)程中,Server發(fā)送SYN-ACK之后,收到Client的ACK之前的TCP連接稱為半連接(half-open connect),此時(shí)Server處于SYN_RCVD狀態(tài),當(dāng)收到ACK后,Server轉(zhuǎn)入ESTABLISHED狀態(tài)。SYN攻擊就是 Client在短時(shí)間內(nèi)偽造大量不存在的IP地址,并向Server不斷地發(fā)送SYN包,Server回復(fù)確認(rèn)包,并等待Client的確認(rèn),由于源地址 是不存在的,因此,Server需要不斷重發(fā)直至超時(shí),這些偽造的SYN包將產(chǎn)時(shí)間占用未連接隊(duì)列,導(dǎo)致正常的SYN請(qǐng)求因?yàn)殛?duì)列滿而被丟棄,從而引起網(wǎng) 絡(luò)堵塞甚至系統(tǒng)癱瘓。SYN攻擊時(shí)一種典型的DDOS攻擊,檢測(cè)SYN攻擊的方式非常簡(jiǎn)單,即當(dāng)Server上有大量半連接狀態(tài)且源IP地址是隨機(jī)的,則可以斷定遭到SYN攻擊了,使用如下命令可以讓之現(xiàn)行:
#netstat -nap | grep SYN_RECV
四次分手的過(guò)程(客戶端我們用A表示,服務(wù)器端用B表示)
由于TCP連接時(shí)是全雙工的,因此每個(gè)方向都必須單獨(dú)進(jìn)行關(guān)閉。這一原則是當(dāng)一方完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)后,發(fā)送一個(gè)FIN來(lái)終止這一方向的鏈接。收到一個(gè)FIN只是意味著這一方向上沒(méi)有數(shù)據(jù)流動(dòng),既不會(huì)在收到數(shù)據(jù),但是在這個(gè)TCP連接上仍然能夠發(fā)送數(shù)據(jù),知道這一方向也發(fā)送了FIN,首先進(jìn)行關(guān)閉的一方將執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉,而另一方則執(zhí)行被動(dòng)關(guān)閉。
前提:A主動(dòng)關(guān)閉,B被動(dòng)關(guān)閉
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有人可能會(huì)問(wèn),為什么連接的時(shí)候是三次握手,而斷開(kāi)連接的時(shí)候需要四次揮手?
這是因?yàn)榉?wù)端在LISTEN狀態(tài)下,收到建立連接請(qǐng)求的SYN報(bào)文后,把ACK和SYN放在一個(gè)報(bào)文里發(fā)送給客戶端。而關(guān)閉連接時(shí),當(dāng)收到對(duì)方的FIN 報(bào)文時(shí),僅僅表示對(duì)方不再發(fā)送數(shù)據(jù)了但是還能接收數(shù)據(jù),己方也未必全部數(shù)據(jù)都發(fā)送給對(duì)方了,所以己方可以立即close,也可以發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對(duì)方后,再 發(fā)送FIN報(bào)文給對(duì)方來(lái)表示同意現(xiàn)在關(guān)閉連接,因此,己方ACK和FIN一般都會(huì)分開(kāi)發(fā)送。
A發(fā)送一個(gè)FIN,用來(lái)關(guān)閉A到B的數(shù)據(jù)傳送,A進(jìn)入FIN_WAIT_1狀態(tài)。
B收到FIN后,發(fā)送一個(gè)ACK給A,確認(rèn)序號(hào)為收到序號(hào)+1(與SYN相同,一個(gè)FIN占用一個(gè)序號(hào)),B進(jìn)入CLOSE_WAIT狀態(tài)。
B發(fā)送一個(gè)FIN,用來(lái)關(guān)閉B到A的數(shù)據(jù)傳送,B進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)。
A收到FIN后,A進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài),接著發(fā)送一個(gè)ACK給B,確認(rèn)序號(hào)為收到序號(hào)+1,B進(jìn)入CLOSED狀態(tài),完成四次揮手。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是
客戶端A發(fā)送一個(gè)FIN,用來(lái)關(guān)閉客戶A到服務(wù)器B的數(shù)據(jù)傳送(報(bào)文段4)。
服務(wù)器B收到這個(gè)FIN,它發(fā)回一個(gè)ACK,確認(rèn)序號(hào)為收到的序號(hào)加1(報(bào)文段5)。和SYN一樣,一個(gè)FIN將占用一個(gè)序號(hào)。
服務(wù)器B關(guān)閉與客戶端A的連接,發(fā)送一個(gè)FIN給客戶端A(報(bào)文段6)。
客戶端A發(fā)回ACK報(bào)文確認(rèn),并將確認(rèn)序號(hào)設(shè)置為收到序號(hào)加1(報(bào)文段7)。
A在進(jìn)入到TIME-WAIT狀態(tài)后,并不會(huì)馬上釋放TCP,必須經(jīng)過(guò)時(shí)間等待計(jì)時(shí)器設(shè)置的時(shí)間2MSL(最長(zhǎng)報(bào)文段壽命),A才進(jìn)入到CLOSED狀態(tài)。為什么?
為了保證A發(fā)送的最后一個(gè)ACK報(bào)文段能夠到達(dá)B
防止“已失效的連接請(qǐng)求報(bào)文段”出現(xiàn)在本連接中
OK~是不是很難懂的感覺(jué)?那我們來(lái)說(shuō)的“人性化點(diǎn)的”吧
三次握手流程
客戶端發(fā)個(gè)請(qǐng)求“開(kāi)門吶,我要進(jìn)來(lái)”給服務(wù)器
服務(wù)器發(fā)個(gè)“進(jìn)來(lái)吧,我去給你開(kāi)門”給客戶端
客戶端有很客氣的發(fā)個(gè)“謝謝,我要進(jìn)來(lái)了”給服務(wù)器
四次揮手流程
客戶端發(fā)個(gè)“時(shí)間不早了,我要走了”給服務(wù)器,等服務(wù)器起身送他
服務(wù)器聽(tīng)到了,發(fā)個(gè)“我知道了,那我送你出門吧”給客戶端,等客戶端走
服務(wù)器把門關(guān)上后,發(fā)個(gè)“我關(guān)門了”給客戶端,然后等客戶端走(尼瑪~矯情啊)
客戶端發(fā)個(gè)“我知道了,我走了”,之后自己就走了
OK,先到這吧
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原文標(biāo)題:詳解TCP/IP協(xié)議總結(jié)(怒噴一口老血)
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