TCP 在IP不可靠的服务之上创建了可靠数据传输服务。TCP 的可靠数据传输服务确保一个进程从其接收缓存中读出的数据流是无损坏、无间隔、非冗余和按序的数据流即该字节流与连接的另一端发出的字节流完全相同 。TCP 被称为是面向连接的在一个应用进程开始向另一个应用进程发送数据之前这两个进程必须先相互“握手”即它们必须相互发送某些预备报文段以建立确保数据传输的参数。 作为 TCP 连接建立的一部分连接的双方都将初始化与 TCP 连接相关的 TCP 状态变量。TCP 连接提供全双工服务如果一台主机上的进程 A 与另一台主机上的进程 B 存在一条 TCP 连接那么应用层数据就可在从进程 B 流向进程 A 的同时也从进程 A 流向进程 B 。 TCP 连接也是点对点的即在单个发送方与单个接收方之间的连接。 “多播”即在一次发送操作中从一个发送方将数据传送给多个接收方对 TCP 来说是不可能的 。TCP通过三次握手建立连接。一旦建立起一条 TCP 连接两个应用进程之间就可以相互发送数据了。客户进程通过套接字传递数据流。 TCP 将这些数据引导到该连接的发送缓存里发送缓存是在三次握手时设置的缓存之一 。 接下来 TCP 就会不时从发送缓存里取出一块数据。TCP可从缓存中取出并放入报文段中的数据数量受限于最大报文段长度 Maximum Segmenl Size, MSS 。 MSS 通常根据最初确定的由本地发送主机发送的最大链路层帧长度即所谓的最大传输单元 Maximum Transmission Unit, MTU来设置 。建立一个 TCP 连接需要客户端与服务器端同步三个信息Socket由 IP 地址和端口号组成序列号用来解决乱序问题等窗口大小用来做流量控制TCP 四元组可以唯一的确定一个连接四元组包括如下源地址源端口目的地址目的端口源地址和目的地址的字段32位在 IP 头部中作用是通过 IP 协议发送报文给对方主机。源端口和目的端口的字段16位在 TCP 头部中作用是告诉 TCP 协议应该把报文发给哪个进程。一、TCP报文段结构头部长度字段给出了头部的长度,以32位字为单位。作为一个4位的字段, TCP被限制为只能带60字节的头部。而不带选项大小是20字节。16 比特的接收窗口字段用于流量控制该字段用于指示接收方愿意接受的字节数量。8位字段1. CWR—拥塞窗口减小(发送方降低它的发送速率)2. ECE—其值为 1 则通知对方从对方到这边的网络有阻塞。在收到数据包的 IP 首部中 ECN 为 1 时将 TCP 首部中的 ECE 设为 13. URG—该位设为 1表示包中有需要紧急处理的数据4. ACK—该位为 1 时「确认应答」的字段变为有效TCP 规定除了最初建⽴连接时的SYN 包之外该位必须设置为 1 5. PSH—该位设为1表示需要将收到的数据立刻传给上层应用协议若设为 0则先将数据进行缓存6. RST—该位设为 1表示 TCP 连接出现异常必须强制断开连接7. SYN—用于初始化一个连接的同步序列号8. FIN—该报文段的发送方已经结束向对方发送数据。二、三次握手与四次挥手三次握手第一步客户端的 TCP 首先向服务器端的 TCP 发送一个特殊的 TCP 报文段 。 该报文段中不包含应用层数据 。 在报文段的首部中的一个**标志位SYN 比特**被置为1。这个特殊报文段被称为 SYN 报文段。客户会随机地选择一个初始序号client_isn 并将此编号放置于该起始的 TCP SYN报文段的序号字段中 。 该报文段会被封装在一个 IP 数据报中发送给服务器 。第二步包含 TCP SYN 报文段的 IP 数据报到达服务器主机服务器会从该数据报中提取出 TCP SYN 报文段为该 TCP 连接分配 TCP 缓存和变量并向该客户 TCP 发送允许连接的报文段。 在完成三次握手的第三步之前分配这些缓存和变量使得 TCP 易于受到称为 SYN 洪泛的拒绝服务攻击。 这个允许连接的报文段也不包含应用层数据 。 但是在报文段的首部却包含 3 个重要的信息 。 首先SYN 比特被置为1。其次该 TCP 报文段首部的确认号字段被置为 client_isn 1。 最后服务器选择自己的初始序号( server_isn 并将其放置到 TCP 报文段首部的序号字段中 。 该允许连接的报文段有时被称为SYNACK 报文段 SYN ACK segment 。第三步在收到 SYNACK 报文段后客户端也要给该连接分配缓存和变量同时向服务器发送另外一个报文段这最后一个报文段对服务器的允许连接的报文段进行了确认该客户通过将值 server_isn 1 放置到 TCP 报文段首部的确认字段中来完成此项工作。因为连接已经建立了所以该 SYN比特被置为 0 。此阶段可以在报文段负载中携带客户到服务器的数据。一旦完成这 3 个步骤客户和服务器主机就可以相互发送包括数据的报文段了 。 在以后每一个报文段中 SYN 比特都将被置为 0。 为了创建该连接在两台主机之间发送了 3 个分组。 由于这个原因 这种连接创建过程通常被称为 3 次握手。四次挥手客户端应用进程发出一个关闭连接命令。 这会引起客户 TCP 向服务器进程发送一个特殊的TCP 报文段 。 这个特殊的报文段让其首部中的FIN 比特被设置为 1。 当服务器接收到该报文段后就向发送方回复一个确认报文段。 然后服务器发送它自己的终止报文段其FIN 比特被置为1。最后客户端对服务器的终止报文段进行确认等待**2MSL( Maximum Segment Life)后**用于该连接的所有资源都被释放了。MSL是 Maximum Segment Lifetime报文最大生存时间它是任何报文在网络上存在的最长时间超过这个时间报文将被丢弃。TIME_WAIT至少需要持续2MSL时长第一个MSL是为了等自己发出去的最后一个ACK从网络中消失第二个是为了等在对端收到ACK之前可能重传的FIN报文从网络中消失。状态转移图特殊情况当一台主机接收到一个 TCP 报文段其端口号或源 IP 地址与该主机上进行中的套接字都不匹配时例如一台主机接收了具有目的端口 80的一个 TCP SYN 分组但该主机在端口 80 不接受连接即它不在端口 80 上运行 Web 服务器。则该主机将向源发送一个特殊重置报文段该 TCP 报文段将 RST 标志位置为 1 。 当主机发送一个重置报文段时它告诉该源“我没有那个报文段的套接字不要再发送该报文段了” 。 当一台主机接收一个 UDP 分组它的目的端口与进行中的 UDP 套接字不匹配该主机发送一个特殊的 ICMP 数据报。三、超时与重传TCP 采用累积确认发送方收到ACK的值 y 确认了字节编号在 y 前的所有字节都已经收到。TCP 重传具有最小序号的还未被确认的报文段。每次 TCP 重传时都会将下一次的超时间隔设为先前值的两倍。超时触发重传存在的问题之一是_超时周期可能相对较长_ 。 当一个报文段丢失时这种长超时周期迫使发送方延迟重传丢失的分组因而增加了端到端时延。发送方通常可在超时事件发生之前通过注意冗余 ACK 来较好地检测到丢包情况 。如果 TCP 发送方接收到对相同数据的 3 个冗余 ACK 说明跟在这个已被确认过 3 次的报文段之后的报文段已经丢失 , TCP 就执行快速重传 fast retransmit ) 即在该报文段的定时器过期之前重传丢失的报文段 。TCP 确认是累积的正确接收但失序的报文段不会被接收方逐个确认 。TCP 发送方仅需维持已发送过但未被确认的字节的最小序号( SendBase和下一个要发送的字节的序号。选择确认允许 TCP 接收方有选择地确认失序报文段而不是累积地确认最后一个正确接收的有序报文段 。 当将该机制与选择重传机制结合起来使用时即跳过重传那些已被接收方选择性地确认过的报文段 , TCP 看起来就像通常的 SR 协议 。四、流量控制TCP 提供流量控制服务以消除发送方使接收方缓存溢出的可能。流量控制因此是一个速度匹配服务即发送方的发送速率与接收方应用程序的读取速率相匹配。TCP 通过让发送方维护一个接收窗口来提供流量控制 。接收窗口用于给发送方一个指示—接收方还有多少可用的缓存空间。因为TCP 是全双工通信在连接两端的发送方都各自维护一个接收窗口。TCP 不允许已分配的缓存溢出因此接收缓存不能小于 从网络中到达的并且已放入主机接收缓存的数据流的最后一个字节的编号 与应用进程从缓存读出的数据流的最后一个字节的编号的差。TCP连接的每一端都可收发数据。连接的收发数据量是通过一组窗口结构来维护的。每个TCP活动连接的两端都维护一个发送窗口结构和接收窗口结构。每个TCP头部的窗口大小字段表明接收端可用缓存空间的大小,以字节为单位。每个TCP报文段都包含ACK号和窗口通告信息, TCP发送端可以据此调节窗口结构。窗口左边界不能左移,因为它控制的是已确认的ACK号,具有累积性,不能返回。当得到的ACK号增大而窗口大小保持不变时(通常如此)就说窗口向前“滑动”。若随着ACK号增大窗口却减小,则左右边界距离减小。当左右边界相等时,称之为零窗口。此时发送端不能再发送新数据。这种情况下, TCP发送端开始探测对方窗口伺机增大窗口。与发送端窗口一样接收端窗口结构也包含一个左边界和右边界,但窗口内的字节并没有区分。对接收端来说,到达序列号小于左窗口边界被认为是重复数据而丢弃,超过右边界的则超出处理范围,也被丢弃。由于TCP的累积ACK结构,只有当到达数据序列号等于左边界时,数据才不会被丢弃,窗口才能向前滑动。对选择确认TCP来说,使用SACK选项,窗口内的其他报文段也可以被接收确认,但只有在接收到等于左边界的序列号数据时,窗口才能前移。与TCP相反UDP 并不提供流量控制 。五、拥塞控制路由器因无法处理高速率到达的流量而被迫丢弃数据信息的现象称为拥塞。拥塞控制用于防止网络因为大规模的通信负载而瘫痪。其基本方法是当有理由认为网络即将进人拥塞状态(或者已经由于拥塞而出现路由器丢包情况)时减缓TCP传输。拥塞控制的难点在于准确地判断何时需要减缓且如何减缓TCP传输,以及何时恢复其原有的速度。下面讨论TCP的两个核心算法慢启动和拥塞避免。在任一时刻, TCP只运行一个算法,但两者可以相互切换。慢启动拥塞窗⼝ cwnd是发送⽅维护的⼀个的状态变量它会根据⽹络的拥塞程度动态变化。当一个新的TCP连接建立或检测到由重传超时(RTO)导致的丢包时,需要执行慢启动。 TCP发送端长时间处于空闲状态也可能调用慢启动算法。慢启动的目的是使TCP在用拥塞避免探寻更多可用带宽之前得到cwnd值,以及帮助TCP建立ACK时钟。通常TCP在建立新连接时执行慢启动,直至有丢包时,执行拥塞避免算法进入稳定状态。TCP以发送一定数目的数据段开始慢启动(在SYN交换之后),称为初始窗口(Initial Window, IW)。 IW的值初始设为一个SMSS (发送方的最大段大小)。大部分情况下, SMSS为接收方的MSS (最大段大小)和路径MTU (最大传输单元)两者中较小值。在接收到一个数据段的ACK后,通常cwnd值会增加到2,接着会发送两个数据段。如果成功收到相应的新的ACK, CWnd会由2变4,由4变8,以此类推。假设某个TCP连接中接收方的通知窗口非常大这时cwnd就是影响发送速率的主要因素(设发送方有较大发送需求)。如前所述, cwnd会随着RTT呈指数增长。因此,最终cwnd会增至很大,大量数据包的发送将导致网络瘫痪。当发生上述情况时, cwnd将大幅度减小(减至原值一半)。这是TCP由慢启动阶段至拥塞避免阶段的转折点,与cwnd和慢启动阈值(sIow start threshold,ssthresh)相关。如果发生由超时指示的丢包事件即拥塞 , TCP 发送方将 ssthresh 慢启动阈值设置为拥塞窗口值的一半然后将 cwnd 设置为1并重新开始慢启动过程。因为当检测到拥塞时 ssthresh 设为 cwnd 的一半当到达或超过ssthresh 的值时结束慢启动并且 TCP 转移到拥塞避免模式。进入拥塞避免模式时TCP 更为谨慎地增加 cwnd 。如果检测到 3 个冗余 ACK,这时 TCP 执行快速重传并进入快速恢复状态 。拥塞避免一旦进入拥塞避免状态 cwnd 的值大约是上次遇到拥塞时的值的一半 TCP 无法每过一个 RTT 再将 cwnd 的值翻番而是采用了一种较为保守的方法每个 RTT 只将 cwnd 的值增加一个 MSS。通用的方法是对于 TCP 发送方无论何时收到一个新的确认就将 cwnd 增加 1/cwnd。如果 MSS 是 1460 字节并且 cwnd 是 14 600 字节则在一个 RTT 内发送 10 个报文段 。 每个到达 ACK 假定每个报文段一个 ACK增加 1/ 10 MSS的拥塞窗口长度因此在收到对所有 10 个报文段的确认后拥塞窗口的值将增加了一个 MSS 。随着每个新的ACK到达, cwnd会有相应的小幅增长整体增长率呈现轻微的次线性。通常认为拥塞避免阶段的窗口随时间线性增长而慢启动阶段呈指数增长。这个函数也称为累加增长,因为每成功接收到相应数据, cwnd就会增加一个特定值。当出现超时时 TCP 的拥塞避免算法行为相同 。 与慢启动的情况一样 ssthresh 的值被更新为 cwnd 值的一半cwnd 的值被设置为 1 个 MSS。三个冗余 ACK 事件在这种情况下网络继续从发送方向接收方交付报文段就像由收到冗余 ACK 所指示的那样。 TCP 对这种丢包事件的行为相比于超时指示的丢包应当不那么剧烈 。TCP 将 ssthresh 的值记录为 cwnd 的值的一半将 cwnd 的值减半接下来快速重传并进入快速恢复状态。快速恢复在快速恢复中对于引起 TCP 进入快速恢复状态的缺失报文段对收到的每个冗余的ACK, cwnd 的值增加一个 MSS。当丢失报文段的一个 ACK 到达时 TCP 在降低cwnd后进入拥塞避免状态 。 如果出现超时事件快速恢复在执行如同在慢启动和拥塞避免中相同的动作后迁移到慢启动状态当丢包事件出现时 cwnd 的值被设置为 1 个MSS 并且 ssthresh 的值设置为 cwnd 值的一半 。 快速恢复是 TCP 推荐的而非必需的。六、TCP连接状态CLOSED初始状态。LISTEN服务器处于监听状态。SYN_SEND客户端socket执行CONNECT连接发送SYN包进入此状态。SYN_RECV服务端收到SYN包并发送服务端SYN包进入此状态。ESTABLISH表示连接建立。客户端发送了最后一个ACK包后进入此状态服务端接收到ACK包后进入此状态。FIN_WAIT_1终止连接的一方通常是客户机发送了FIN报文后进入。等待对方FIN。CLOSE_WAIT假设服务器接收到客户机FIN包之后等待关闭的阶段。在接收到对方的FIN包之后自然是需要立即回复ACK包的表示已经知道断开请求。但是本方是否立即断开连接发送FIN包取决于是否还有数据需要发送给客户端若有则在发送FIN包之前均为此状态。FIN_WAIT_2此时是半连接状态即有一方要求关闭连接等待另一方关闭。客户端接收到服务器的ACK包但并没有立即接收到服务端的FIN包进入FIN_WAIT_2状态。LAST_ACK服务端发动最后的FIN包等待最后的客户端ACK响应进入此状态。TIME_WAIT客户端收到服务端的FIN包并立即发出ACK包做最后的确认在此之后的2MSL时间称为TIME_WAIT状态。像目前比较火热的开发岗位实属网络安全毕竟国家网络安全法也出台了网络安全等级保护2.0等合规要求也出来了。网络安全对于大部分政企单位来说已经从[可选项]变成了[必选项]。在以前很多政企单位在进行 IT 部门及岗位划分时只有研发和运维部门安全人员直接归属到基础运维部而现在越来越多单位为了满足国家安全法律法规的要求必须成立独立的网络安全部门拉拢各方安全人才、组建 SRC安全响应中心为自己的产品、应用、数据保卫护航。根据国家发布的《网络安全人才实战能力白皮书》数据显示目前中国网络安全人才供应严重匮乏每年高校安全专业培养人才仅有3万余人而网络安全岗位缺口在2027年将达327万缺口高达95%。了解网络安全首先要搞清楚下面这些前提网络安全到底包含哪些技术是否需要会编程网络安全行业有哪些职业方向“我”该如何选择网络安全的职业发展和成长路线是什么如果你是准备学习网络安全黑客或者正在学习下面这些你应该能用得上①网络安全学习路线②20份渗透测试电子书③安全攻防357页笔记④50份安全攻防面试指南⑤安全红队渗透工具包⑥网络安全必备书籍⑦100个漏洞实战案例⑧安全大厂内部视频资源⑨历年CTF夺旗赛题解析一、网络安全黑客学习路线网络安全黑客学习路线形成网络安全领域所有的知识点汇总它的用处就在于你可以按照上面的知识点去找对应的学习资源保证自己学得较为全面。二、网络安全教程视频我们在看视频学习的时候不能光动眼动脑不动手比较科学的学习方法是在理解之后运用它们这时候练手项目就很适合了。三、网络安全CTF实战案例光学理论是没用的要学会跟着一起敲要动手实操才能将自己的所学运用到实际当中去这里带来的是CTFSRC资料HW资料毕竟实战是检验真理的唯一标准嘛~四、网络安全面试题最后我们所有的作为都是为就业服务的所以关键的临门一脚就是咱们的面试题内容所以面试题板块是咱们不可或缺的部分这里我给大家准备的就是我在面试期间准备的资料。网安其实不难难的是坚持和相信自己我的经验是既然已经选定网安你就要相信它相信它能成为你日后进阶的高效渠道这样自己才会更有信念去学习才能在碰到困难的时候坚持下去。机会属于有准备的人这是一个实力的时代。人和人之间的差距不在于智商而在于如何利用业余时间只要你想学习什么时候开始都不晚不要担心这担心那你只需努力剩下的交给时间这份完整版的网络安全学习资料已经上传CSDN朋友们如果需要可以微信扫描下方CSDN官方认证二维码免费领取【保证100%免费】