TCP协议详解及实战解析【精心整理收藏】

TCP/IP协议介绍\x0d\\x0d\TCP/IP的通讯协议\x0d\\x0d\这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构，为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行，部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如T1和X25、以太网以及RS-232串行接口）之上。确切地说，TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议，UDP （User Datagram Protocol）协议、ICMP（Internet Control Message Protocol）协议和其他一些协议的协议组。\x0d\\x0d\TCP/IP整体构架概述\x0d\\x0d\TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为：\x0d\\x0d\应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。\x0d\\x0d\传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。\x0d\\x0d\互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。\x0d\\x0d\网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。\x0d\\x0d\TCP/IP中的协议\x0d\\x0d\以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的：\x0d\\x0d\1． IP\x0d\\x0d\网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。\x0d\\x0d\IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或 UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。\x0d\\x0d\高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项，叫作IP source routing，可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的，说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。\x0d\\x0d\2 TCP\x0d\\x0d\如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。\x0d\\x0d\TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。\x0d\\x0d\面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。\x0d\\x0d\3UDP\x0d\\x0d\UDP与TCP位于同一层，但对于数据包的顺序错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP（网络时间协议）和DNS（DNS也使用 TCP）。\x0d\\x0d\欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。\x0d\\x0d\4ICMP\x0d\\x0d\ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外，如果路径不可用了，ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。 PING是最常用的基于ICMP的服务。\x0d\\x0d\5 TCP和UDP的端口结构\x0d\\x0d\TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系，例如，一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态，等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写入信息，服务进程读出信息并发出响应，客户程序读出响应并向用户报告。因而，这个连接是双工的，可以用来进行读写。\x0d\\x0d\两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢？TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认：

为什么要有三次握手，因为如果只有两次握手，那么
第一次：客户端发送一个syn包给服务器，里面有一个随机生成的syn，然后客户端处于syn_send状态
第二次：服务端收到客户端发来的syn包之后，确认syn包，也就是生成一个ack=syn+1，然后再自己随机生成一个syn包，即syn+ack包，然后返回给客户端，自己变成syn_recv状态
第三次：客户端收到服务端发来的syn+ack包之后，确认ack是正确的之后，返回一个ack=syn+1给服务端，此包发送完毕，客户端进入了ESTABLISHED状态，服务端收到ack包后也进入ESTABLISHED状态。

SYN攻击，当第二次握手服务端发送了syn+ack包之后，收到客户端发送的ack之前这段时间的tcp链接成为半连接，此时服务端处于syn_recv状态。当大量客户端随机IP疯狂发送tcp链接请求时，客户端以为是不同用户的请求，所以队列中全是半连接，然后导致服务器宕机，正常请求被丢弃。

第一个包发送过程丢失
A会周期性超时重传，直到收到B的确认
第二个包发送过程丢失
B会周期性超时重传，直到收到A的确认
第三个包发送过程丢失
A发送完数据后单方面进入TCP的ESTABLISHED状态，B还处于半链接：

TCP协议为什么需要三次握手？

第一次：客户端发送一个fin给服务端表示自己要断开连接了，然后进入fin_wait_1状态
第二次：服务端收到fin后，发送一个ack=fin+1给客户端，服务端进入close_wait状态，客户端进入fin_wait_2状态
第三次：服务端发送一个fin，用来关闭服务端到客户端的数据传输，服务端进入last_ack状态
第四次：客户端收到fin后，进入time_wait状态，然后发送一个ack=fin+1给服务端，服务端确认后进入close状态，完成四次挥手

TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。TCP是全双工模式，这就意味着，当主机1发出FIN报文段时，只是表示主机1已经没有数据要发送了，主机1告诉主机2，它的数据已经全部发送完毕了；但是，这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据；当主机2返回ACK报文段时，表示它已经知道主机1没有数据发送了，但是主机2还是可以发送数据到主机1的；当主机2也发送了FIN报文段时，这个时候就表示主机2也没有数据要发送了，就会告诉主机1，我也没有数据要发送了，之后彼此就会愉快的中断这次TCP连接。如果要正确的理解四次分手的原理，就需要了解四次分手过程中的状态变化。

答案解析：

浏览器对并发请求的数目限制是针对域名的，即针对同一域名（包括二级域名）在同一时间支持的并发请求数量的限制。如果请求数目超出限制，则会阻塞。因此，网站中对一些静态资源，使用不同的一级域名，可以提升浏览器并行请求的数目，加速界面资源的获取速度。

在 >包头文件一般是放一些关键信息，例如：消息序号，消息类型，文件分包顺序，整个包大小，校验码，传输内容。
用tcp呢，你可以不做往返校验。如果用UDP，你就需要服务器返回应答，把消息包验证后，返回客户端一个通知包，表示我收到了某某包。 客户端定时查询自己所有包是否都得到服务器验证。

1、当你把要传送的数据传递给TCP后，TCP把这些信息分成很多个数据包(这种数据包称为TCP分组)，每一个分组都包含有一个序号。接着TCP分组被传递给IP层，IP层把这个TCP分组放在一个IP数据包的数据部分。然后，这个IP数据包被传到目的主机。目的主机
上的IP层，把IP数据包的数据部分(即TCP分组)传递给TCP层。TCP接收到分组后，检查数据包的正确性，如果不正确，通知源计算机重新送该IP包。利用分组的序号来将数据按照原来的顺序排列，然后送给应用层。换句话说，IP的工作是把原始数据(数据包)从一地传送到另一地；TCP的工作是管理这种流动并确保其数据是正确的。在IP层，信息不是一个恒定的流，而是一个个小的数据包，这种数据包称为IP数据报。所有要发送的信息都必须被拆成IP数据包，才能在IP网上传送。IP数据报中最主要的内容有：源计算机的地址信息、目的计算机的地址信息、要传输的数据。当发送一个数据包时，计算机首先根据目的地址决定将其发送给谁，如果目的计算机与源计算机在同一个物理网络中，则直接将这个数据报发送给它。如果目的计算机与源计算机不在同一个物理网络中，则发送给路由器，路由器这个特殊的计算机连在了两个网络之中，因此可以同时与两个网络中的计算机通信。路由器在收到数据包后，根据目的地址决定是直接发给目的计算机(如果在同一个物理网络中)，还是转发给另一台计算机(如果不在同一个物理网络中)。

TCP/IP是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。
TCP/IP协议TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。
TCP/IP传输协议，即传输控制/网络协议，也叫作网络通讯协议。它是在网络的使用中的最基本的通信协议。TCP/IP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。并且，TCP/IP传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。
TCP/IP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。

相信不少用户对TCP/IP协议都有一定的了解，并试过通过修改TCP/IP来提升网络速度，最为普遍的是修改Windows XP SP2的TCP并发连接数，来提升BT、P2P或FlashGet软件的下载速度。

另外Vista Network开发小组就对Vista TCP/IP协议进行了优化，称网络传输速度会有所提升，那么Vista系统是否真的在“网速”上相对XP有明显提升呢？一位国外的朋友采用IPERF对Windows XP以及Vista的最高TCP带宽进行了统计测试，每个系统每项测试进行10次取均值，验证了Vista通过改善TCP/IP协议，提高了网络传输速度，Vista相比Windows XP整体网络性能提升了近10%。

而今，微软下一代服务器 *** 作系统Windows Server 2008已进入发布倒计时。Windows Server 2008改写了TCP/IP协议栈，号称网络效能将提升了15倍。我们在感到惊叹的同时，也产生了一些疑问，通过修改TCP/IP协议真的会对网速带来如此大的提升吗？TCP/IP协议的哪些因素对改善网速起关键性作用呢？

Windows Server 2008改写了TCP/IP协议栈，那么我们先来看看什么是TCP/IP协议栈。TCP/IP协议栈一般分成4层：

1）最高层为应用层，负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的TCP/IP实现都会提供这些通用的应用程序：Telnet 远程登录、FTP 文件传输协议、SMTP 简单邮件传送协议、SNMP 简单网络管理协议。

2）运输层，主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。而另一方面， UDP则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠性必须由应用层来提供。

3）链路层，通常包括 *** 作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。

4）网络层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议），ICMP协议（internet互联网控制报文协议），以及IGMP协议（internet组管理协议）。

使用TCP/IP协议通信我们可以形象地理解为有两个信封，TCP和IP就像是信封，要传递的信息被划分成若干段，每一段塞入一个TCP信封，并在该信封面上记录有分段号的信息，再将TCP信封塞入IP大信封，发送上网。在接收端，一个TCP软件包接收信封，抽出数据，按发送前的顺序交将信息还原。

TCP/IP具有两层的程序，高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分称更小的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。因此我们知道了TCP/IP协议提升网速的两个关键要素，一个合理设置拆分数据包的大小，一个是数据包到达目的地址的路径选择。

Windows 2008正是通过修改TCP/IP协议，改进了数据包大小和广域网性能，从而提升网络速度。而Windows 2008通过这样的改进，能否真的能将网络效能提升15倍，还需等待Windows 2008正式发布后方能证实。

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