Wireshark工作笔记-TCP的状态解析，以及建立连接与关闭连接

在TCP层，有个FLAGS字段，这个字段有以下几个标识：SYN, FIN, ACK, PSH, RST, URG.

其中，对于我们日常的分析有用的就是前面的五个字段。

它们的含义是：

SYN表示建立连接，

FIN表示关闭连接，

ACK表示响应，

PSH表示有 DATA数据传输，

RST表示连接重置。

其中，ACK是可能与SYN，FIN等同时使用的，比如SYN和ACK可能同时为1，它表示的就是建立连接之后的响应，

如果只是单个的一个SYN，它表示的只是建立连接。

TCP的几次握手就是通过这样的ACK表现出来的。

但SYN与FIN是不会同时为1的，因为前者表示的是建立连接，而后者表示的是断开连接。

RST一般是在FIN之后才会出现为1的情况，表示的是连接重置。

一般地，当出现FIN包或RST包时，我们便认为客户端与服务器端断开了连接；而当出现SYN和SYN＋ACK包时，我们认为客户端与服务器建立了一个连接。

PSH为1的情况，一般只出现在 DATA内容不为0的包中，也就是说PSH为1表示的是有真正的TCP数据包内容被传递。

TCP的连接建立和连接关闭，都是通过请求－响应的模式完成的。

概念补充-TCP三次握手：

TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议

TCP是主机对主机层的传输控制协议，提供可靠的连接服务，采用三次握手确认建立一个连接：

位码即tcp标志位，有6种标示：SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急)Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)

第一次握手：主机A发送位码为syn＝1，随机产生seq number=1234567的数据包到服务器，主机B由SYN=1知道，A要求建立联机；

第二次握手：主机B收到请求后要确认联机信息，向A发送ack number=(主机A的seq+1)，syn=1，ack=1，随机产生seq=7654321的包；

第三次握手：主机A收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1，以及位码ack是否为1，若正确，主机A会再发送ack number=(主机B的seq+1)，ack=1，主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。

完成三次握手，主机A与主机B开始传送数据。

在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据. 摘自中国云安网(www.yunsec.net) 原文：http://www.yunsec.net/a/school/wlcs/agreement/2012/0317/10262.html

下面这一篇转载与https://www.cnblogs.com/grglym/p/7788175.html

一、报文结构介绍

　　在开始讲TCP连接过程时，还是先看看TCP报文的格式如图1所示。IP数据报此时由IP头部+TCP头部+TCP数据组成。不带选项的TCP头部是20字节长，而带选项的，TCP头部最长可达60字节。常见的选项包括最大的大小（MSS），时间戳（传输控制时使用）、窗口缩放（流量控制时使用）、选择性ACK（传输控制时使用）。我们来具体看下TCP头部字段如图2所示。

图1 IP数据报中TCP封装

　　图2所示的即是TCP头部的详细结构。源端口与目的端口和源IP及目的IP这四元组唯一标识每个TCP连接。序列号（Sequence Number）字段标识TCP的一端到另一端的数据流的第一个开始字节（例如发送端发送的数据总字节长度为1000字节，假定序列号从1开始，总的序列号是1-1000，TCP会给每个字节赋予一个序列号）。通过序列号来代表发送端到接收端的数据，接收端接收到数据后，即可通过确认号（ACK）来发送给发送端，让发送端知道数据已被接受。这个ACK号是由接收到的数据的序列号加1，代表接收端希望接收的下一个数据的序列号。（注：ACK是不占用序列号的，原因是接收端发送ACK给发送端后，发送端的ISN是等于此时接收到的ACK号）。

图2 TCP头部结构

　　头部长度的单位32bit，所以这也定义了TCP的长度最大为4*15=60字节。八个标志位中（CWR、ECE。。。等），这里先每个介绍，后面文章有用到时在另行介绍。我们来主要了解下ACK、SYN、FIN。ACK即确认，连接建立后一般都是启用状态。SYN用于初始化一个连接的同步序列号。当发送方已经结束数据的发送时，即发送FIN报文段给接收端。窗口大小在TCP流量控制中会重点讲解。

二、TCP连接的建立与终止

　　如图3所示即为TCP连接建立与终止的过程图。

图3 TCP连接的建立与终止

TCP建立的三次握手：

　　1、发送端发送一个SYN报文段（SYN位被置位），SYN中包含TCP目的端口和发送端的初始序列号（图中ISN(c)），同时携带着TCP选项数据。

　　2、接收端收到发送端连接请求后，接收端发送自己SYN报文段（包含ISN(s)），同时对发送端的SYN进行确认，如前所述，接收端发送的ACK是ISN(c)+1。此时ACK位与SYN位都被置位。接收端发送SYN+ACK到发送端。

　　3、发送端接收到接收端的SYN+ACK数据后，对ISN(s)进行确认，发送ACK为ISN(s)+1的报文段给接收端。

TCP断开的四次握手：

　　1、TCP协议规定通过发送一个FIN段（FIN被置位）来发起关闭操作，图3中发送端发送FIN段给接收端，告知它数据已发送完毕，请求断开TCP连接。同时FIN报文段还包含着对最近收到的数据进行ACK。

　　2、接收端接收端FIN报文段后，对FIN进行确认，发送ACK=k+1给发送端。

　　3、接收端将连接关闭发送给上层应用程序，由应用程序发起连接关闭操作。此时接收端由被动关闭连接壮成主动，并发送FIN报文段给发送端。报文的序列号为L（这里也可看出上一步骤中发送ACK序列号也为L，因为ACK不占用序列号，所以这里的FIN的序列号也为L）。

　　4、发送端接收到FIN后，发送回ACK给接收端后，TCP连接终止。如果FIN丢失，发送FIN的那端需要重新发送FIN，知道接收到ACK为止。

三：总结

　　如前所述，建立一个TCP连接需要3个报文段，而关闭TCP连接需要4个报文段。

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