【linux tcp抓包之三次握手】

  • 写在前面
    • 三次握手
    • tcpdump
      • 参数说明
      • 返回值说明
        • IP 127.0.0.1.42004 > 127.0.0.1.5051
        • Flags [S]
        • win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 251419064 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
          • mss 65495
          • sackOK
          • TS val 251419064 ecr 0,nop
          • length 0
        • 协议头和包内容

写在前面

这一篇章我们先简单说一下，linux下面的抓包。这样也方便我们后面去抓取nginx的包取进行分析。，同时也简单的说一下

这边我们是使用了tcpdump和Wireshark相结合的方法去分析，主要就是在tcpdump下面可以把包给写到文件中去，然后在Wireshark中去进行分析。

三次握手

我们先看一下抓取的tcp三次握手的包，如下图：

tcpdump

然后我们先简单说一下tcpdump的命令,当然我们也可以同man tcpdump来看详细的说明。
tcpduml -i 指定需要监听的网卡。我们可以通过tcpdump -D，看我们当前可以查看的网卡。

参数说明

-n 对地址以数字方式显式，否则显式为主机名，也就是说-n选项不做主机名解析；
-nn 除了-n的作用外，还把端口显示为数值，否则显示端口服务名。
-X 输出包的头部数据，会以16进制和ASCII两种方式同时输出。
-tttt 就是显示当前的时间戳，后面分别是年月日，时分秒 微妙

然后tcpdump这个参数是比较多的，大家可以man tcpdump去看看参数的说明。

然后 可以增加过滤比如指定host，port，proto等。
然后看一下我们这边的 tcpdump -i any -nn -n port -X 5051 。-i 指定所有的网卡，然后-nn 和-n 就是和上面说的一样，直接显示主机名和端口。
然后-X是说的是输出包的头部数据。然后port 5051就是指定了端口，因为我们的端口监听的这个端口。

返回值说明

然后我们说一下接下来的内容。就以第一个为主
2022-03-19 21:11:22.370405
这个是比较好理解的，就是当前的年月日，时分秒，然后最后一个是微妙数。

IP 127.0.0.1.42004 > 127.0.0.1.5051

然后这个说明用的是IP协议，然后首先是三次握手，是客户端主动链接，这里客户端启用了42004的临时端口去和服务进行链接。

Flags [S]

这个是一个标志位，在写在了tcp的header头中的。
然后我们先看看tcp header

然后看一下第四行的C,E,U,A，P，R，S，F，都代表着

SYN是这里面的同步位。
这里需要主要的是下面的Flags [S.]和 Flags [.]，后面的.都是代表ACK的意思，这只这里省去了。
所以Flags [S.] 就是 SYN+ACK
Flags [.] 就是 ACK

win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 251419064 ecr 0,nop,wscale 7], length 0

这个seq就是序号的意思，因为tcp规定，在三次握手中，即使没有发送数据，，也会消耗序号，观看我们的tcp header，这个seq就是 sequence number，占据16个位，所以最大是65535
win 就是窗口的大小，在tcp 头中就是 window size，可以看到是16个比特，单位是字节，因此字节的最大是2**16-1 = 65535 字节，但是在现在的带宽下，这会成为带宽的瓶颈，因为有一个窗口扩大因子。因此在本案例中，窗口真正的大小是 43690 * (2 ** 7) = 43690 * 128= 5592320。
窗口夸大因此在tcp的 扩展字段中，如图


其中kind=3是窗口扩大因子选项。
需要注意的是，在tcp中，往往会受到拥塞窗口的限制，所以真正的大小是窗口的真正的大小和拥塞窗口的最小值。
同时窗口扩大因子是在三次握手就固定的，后期不能修改

mss 65495

MSS（Maximum Segment Size，最大报文段大小）的概念是指TCP层所能够接收的最大段大小，该值只包括TCP段的数据部分，tcp头部和ip头部。可能很多人和MTU弄混，MTU是一个网络包的最大长度，以太网中一般为 1500 字节，这里我们用网上的一张图做介绍就一目了然


所以这里我们的tcp数据段最大是65495。

sackOK

发送端支持并同意使用SACK选。其实就是选择确认算法，当发生丢包的时候，只会重发丢弃的包也不会全部重发。

TS val 251419064 ecr 0,nop

TS就是Timpstamps ，时间错的意思，含义见下图
TS 和 ecr都是 tcp的扩展字段中的值，ecr在接收方会对发送放的TS进行计算并且返回给对端。

length 0

就是数据的长度，因为我们这次是三次握手，没有数据段的内容，所以数据段的长度是0。

协议头和包内容

其实就是让人迷惑的，这些是16进制和ASCII的形式显示，如下图所示

其实这些就是IP头+TCP头+包的内容，因为我们这个抓的是三次握手，没有内容。
首先我们来看一下IP头的部分，为了理解这个我们先看一下IP协议头

所以第一个4，就是代表了ipv4
第二个5 就是首部长度，单位是4字节，说明ip首部长度是5 * 4 =20字节。
所以接下来一直到第二行的7f 00 00 01都是说的ip首部。
然后接下来的都是tcp的协议头。
当然这些我们把tcddump -w out.cap.之后放到了WireShark中会更加直观，如图：

感兴趣的读者可以看一下wireshark抓包分析——TCP/IP协议

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