【传输层协议】 TCP UDP协议 解析（一）
文章目录
- TCP UDP 协议
- TCP协议报文解析
- 报文格式
- TCP会话的建立-三次握手
- TCP会话的确认
- TCP会话的断开-四次挥手
TCP UDP 协议
TCP(Transmission control protocol) 传输控制协议是可靠的、面向连接的协议，但传输效率低，类似于打电话。
UDP(User datagram protocol) 用户数据报协议是不可靠、无连接的服务，但传输效率高，类似于群聊。
TCP在通信前需要建立关系 来确认之间状态
UDP在通信前不需要建立关系 来确认之间的状态
TCP协议报文解析
报文格式
TCP报文由首部和数据两部分组成。首部一般由20-60字节（Byte）构成，长度可变。其中前20B格式固定，后40B为可选。
结合Wireshark抓包分析TCP
| 报文字段名称 | 描述 | 当前参数 | 备注 | |
|---|---|---|---|---|
| Source Port | 源端口 | 443 | 长度为16位，指明发送数据的进程。 | |
| Destination Port | 目标端口 | 63569 | 长度为16位，指明目的主机接收数据的进程。 | |
| Sequence Number (raw) | 序列号 | 2013525370 | 也称为序列号，长度为32位，序号用来标识从TCP发送端向接入端发送的数据字节流进行编号，可以理解成对字节流的计数。 | |
| Acknowledgment number (raw) | 确认号 | 67128956 | 长度为32位，确认号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号。确认号只有在ACK标志为1时才有效。 | |
| Header Length | 头部长度(20 字节) | 0101 .... | 长度为4位，用于表示TCP报文首部的长度。用4位（bit）表示，十进制值就是[0,15]，一个TCP报文前20个字节是必有的，后40个字节根据情况可能有可能没有。如果TCP报文首部是20个字节，则该位应是20/4=5。 | |
| Flags | 标志 | 0x010 | 长度为6位，在TCP报文中不管是握手还是挥手还是传数据等，这6位标志都很重要。 | |
| Reserved | 预留 | 000. .... ....(Not Set) | ||
| Accurate ECN | ...0 .... .... (Not Set) | |||
| Congestion Window Reduced | 窗口位 | .... 0... .... (Not Set) | ||
| ECN-Echo | 阻塞位 | .... .0.. .... (Not Set) | ||
| Urgent | 紧急指针位 | .... ..0. .... (Not Set) | 紧急标志位，说明紧急指针有效； | |
| Acknowledgment | 确认位 | .... ...1 .... | 确认标志位，多数情况下空，说明确认序号有效； | |
| Push | 上推功能 | .... .... 0... (Not Set) | 推标志位，置位时表示接收方应立即请求将报文交给应用层； | |
| Reset | 重置连接位 | .... .... .0.. (Not Set) | 复位标志，用于重建一个已经混乱的连接； | |
| Syn | 同步序列号 | .... .... ..0. (Not Set) | 同步标志，该标志仅在三次握手建立TCP连接时有效 | |
| Fin | 终止位 | .... .... ...0(Not Set) | 结束标志，带该标志位的数据包用于结束一个TCP会话。 | |
| Window | 窗口大小 | 1077 | 长度为16位，TCP流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供。 | |
| Checksum | 校验和 | 0x6eb5 （未经认证） | 长度为16位，该字段覆盖整个TCP报文端，是个强制性的字段，是由发送端计算和存储，到接收端后，由接收端进行验证。 | |
| Urgent Pointer | 紧急指针 | 0 | 长度为16位，指向数据中优先部分的最后一个字节，通知接收方紧急数据的长度，该字段在URG标志置位时有效。 | |
TCP会话的建立-三次握手
拓扑图
**三次握手机制类似打电话 **
第一次握手：你是小王？
第二次握手：我是小王，你是小刘？
第三次握手：好的，我知道了
结合报文信息，总结通信流程
TCP会话的确认
对每个数据包都会进行确认，这并不意味着客户端发几次数据，服务端就会回几次确认信号具体如下
发送数据包1460字节：客户端 192.168.1.12:2071 ——> 服务端192.168.1.13:2058
发送数据包1460字节：客户端 192.168.1.12:2071 ——> 服务端192.168.1.13:2058
对前面客户端两次发送的数据进行确认，并回复：服务端192.168.1.13:2058 ——> 客户端 192.168.1.12:2071
总结这次的数据报文流程
接着再看一回合的数据，
发送数据包1460字节：客户端 192.168.1.12:2071 ——> 服务端192.168.1.13:2058
发送数据包1460字节：客户端 192.168.1.12:2071 ——> 服务端192.168.1.13:2058
发送数据包1460字节：客户端 192.168.1.12:2071 ——> 服务端192.168.1.13:2058
对前面客户端三次发送的数据进行确认，并分开两次回复：服务端192.168.1.13:2058 ——> 客户端 192.168.1.12:2071
结合之前会话传输报文信息，总结流程
如上面通讯分析：
客户端发送两组数据，服务端将这两组数据都确认号后回应一条ack信号
客户端发送三组数据，服务端收到数据后，分两次确认。对收到序列字段确认号之后发送两次的ack。
滑动窗口机制
窗口大小 决定了在收到确认前可以发送的字节数
在这传输期间会出现客户端或者服务端处理过快或者过慢的情况，这是使用滑动窗口（Win）大小来告知对方传输数据的数量。举例两个场景：
客户端发送Win:8192给服务器，是告诉服务器你可以发送最多8192个字节
服务器同样会发送Win:6732给客户端，是告诉客户端你可以发送最多6732个字节
TCP会话的断开-四次挥手
第一次挥手：我要挂电话咯
第二次挥手：好的
第三次挥手：我也要挂电话咯
第四挥手：好的
总结四次挥手机制流程
注：第一条报文包括传输的数据以及断开连接信号的确认