TCP三次握手、四次挥手与TcpDump抓包分析

一、TCP连接建立（三次握手）

过程

客户端A，服务器B，初始序号seq，确认号ack

初始状态：B处于监听状态，A处于打开状态

• A -> B : seq = x （A向B发送连接请求报文段，A进入同步发送状态SYN-SENT）

• B -> A : ack = x + 1,seq = y （B收到报文段，向A发送确认，B进入同步收到状态SYN-RCVD）

• A -> B : ack = y+1 （A收到B的确认后，再次确认，A进入连接状态ESTABLISHED）

连接后的状态：B收到A的确认后，进入连接状态ESTABLISHED

为什么要握手要三次

防止失效的连接请求突然传到服务器端，让服务器端误认为要建立连接。

二、TCP连接释放（四次挥手）

过程

A -> B : seq = u （A发出连接释放报文段，进入终止等待1状态FIN-WAIT-1）

B -> A : ack = u + 1,seq = v （B收到报文段，发出确认，TCP处于半关闭，B还可向A发数据，B进入关闭等待状态WAIT）

B -> A : ack = u + 1,seq = w （B重复发送确认号，进入最后确认状态LAST-ACK）

A -> B : ack = w + 1,seq = u + 1 （A发出确认，进入时间等待状态TIME-WAIT）

经过时间等待计时器设置的时间2MSL后，A才进入CLOSED状态

为什么A进入TIME-WAIT后必须等待2MSL

• 保证A发送的最后一个ACK报文段能达到B
• 防止失效的报文段出现在连接中

三、需要思考的问题

问题1: 请详细描述三次握手和四次挥手的过程
要求熟悉三次握手和四次挥手的机制，要求画出状态图。

问题2: 四次挥手中TIME_WAIT状态存在的目的是什么?
这个问题是画出四次挥手状态图，会引申问你。不排除还会问为什么四次挥手是四次不是二次等问题。最好是把相关问题均掌握。

问题3: TCP是通过什么机制保障可靠性的?
从四个方面进行回答，ACK确认机制、超时重传、滑动窗口以及流量控制，深入的话要求详细讲出流量控制的机制。

四、Tcpdump使用

tcpdump是对网络上的数据包进行截获的包分析工具，它支持针对网络层、协议、主机、网络或端口的过滤，并提供and、or、not等逻辑语句来去掉无用的信息。

监视指定主机的数据包

tcpdump host <IP地址>：截获该IP的主机收到的和发出的所有的数据包
tcpdump host <IP地址> and <IP地址> ：截获两个IP对应主机之间的通信

监视指定端口的数据包

tcpdump port <端口号>：截获本机80端口的数据包

五、抓包分析握手过程

抓包方法：首先使用tcpdump命令截获本机与某远程主机的数据包，然后打开某远程主机对应的网站，这里用我的域名www.fonxian.cn来做试验。

ping www.fonxian.cn

得到域名对应的ip：151.101.100.133

ifconfg

得到本机内网ip：192.168.0.108

-S 参数的目的是获得ack的绝对值，不加该参数，第三次握手的ack为相对值1

sudo tcpdump -S host 192.168.0.108 and 151.101.100.133

得到下图