你也许听说过TCP/IP协议,那么你知道到底什么是TCP,什么是IP吗?在这一章里面,我们一起来学习这个目前网络上用最广泛的协议.
7.1 网络传输分层
如果你考过计算机等级考试,那么你就应该已经知道了网络传输分层这个概念.在网络上,人们为了传输数据时的方便,把网络的传输分为7个层次.分别
是:应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层和物理层.分好了层以后,传输数据时,上一层如果要数据的话,就可以直接向下一层要了,而不必要
管数据传输的细节.下一层也只向它的上一层提供数据,而不要去管其它东西了.如果你不想考试,你没有必要去记这些东西的.只要知道是分层的,而且各层的作
用不同.
7.2 IP协议
IP协议是在网络层的协议.它主要完成数据包的发送作用. 下面这个表是IP4的数据包格式
0 4 8 16 32
--------------------------------------------------
|版本 |首部长度|服务类型| 数据包总长 |
--------------------------------------------------
| 标识 |DF |MF| 碎片偏移 |
--------------------------------------------------
| 生存时间 | 协议 | 首部较验和 |
------------------------------------------------
| 源IP地址 |
------------------------------------------------
| 目的IP地址 |
-------------------------------------------------
| 选项 |
=================================================
| 数据 |
-------------------------------------------------
下面我们看一看IP的结构定义
struct ip
{
#if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
unsigned int ip_hl:4; /* header length */
unsigned int ip_v:4; /* version */
#endif
#if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
unsigned int ip_v:4; /* version */
unsigned int ip_hl:4; /* header length */
#endif
u_int8_t ip_tos; /* type of service */
u_short ip_len; /* total length */
u_short ip_id; /* identification */
u_short ip_off; /* fragment offset field */
#define IP_RF 0x8000 /* reserved fragment flag */
#define IP_DF 0x4000 /* dont fragment flag */
#define IP_MF 0x2000 /* more fragments flag */
#define IP_OFFMASK 0x1fff /* mask for fragmenting bits */
u_int8_t ip_ttl; /* time to live */
u_int8_t ip_p; /* protocol */
u_short ip_sum; /* checksum */
struct in_addr ip_src, ip_dst; /* source and dest address */
};
ip_vIP协议的版本号,这里是4,现在IPV6已经出来了
ip_hlIP包首部长度,这个值以4字节为单位.IP协议首部的固定长度为20个字节,如果IP包没有选项,那么这个值为5.
ip_tos服务类型,说明提供的优先权.
ip_len说明IP数据的长度.以字节为单位.
ip_id标识这个IP数据包.
ip_off碎片偏移,这和上面ID一起用来重组碎片的.
ip_ttl生存时间.没经过一个路由的时候减一,直到为0时被抛弃.
ip_p协议,表示创建这个IP数据包的高层协议.如TCP,UDP协议.
ip_sum首部校验和,提供对首部数据的校验.
ip_src,ip_dst发送者和接收者的IP地址
关于IP协议的详细情况,请参考 RFC791
7.3 ICMP协议
ICMP是消息控制协议,也处于网络层.在网络上传递IP数据包时,如果发生了错误,那么就会用ICMP协议来报告错误.
ICMP包的结构如下:
0 8 16 32
---------------------------------------------------------------------
| 类型 | 代码 | 校验和 |
--------------------------------------------------------------------
| 数据 | 数据 |
--------------------------------------------------------------------
ICMP在中的定义是
struct icmphdr
{
u_int8_t type; /* message type */
u_int8_t code; /* type sub-code */
u_int16_t checksum;
union
{
struct
{
u_int16_t id;
u_int16_t sequence;
} echo; /* echo datagram */
u_int32_t gateway; /* gateway address */
struct
{
u_int16_t __unused;
u_int16_t mtu;
} frag; /* path mtu discovery */
} un;
};
关于ICMP协议的详细情况可以查看 RFC792
7.4 UDP协议
UDP协议是建立在IP协议基础之上的,用在传输层的协议.UDP和IP协议一样是不可靠的数据报服务.UDP的头格式为:
0 16 32
---------------------------------------------------
| UDP源端口 | UDP目的端口 |
---------------------------------------------------
| UDP数据报长度 | UDP数据报校验 |
---------------------------------------------------
UDP结构在中的定义为:
struct udphdr {
u_int16_t source;
u_int16_t dest;
u_int16_t len;
u_int16_t check;
};
关于UDP协议的详细情况,请参考 RFC768
7.5 TCP
TCP协议也是建立在IP协议之上的,不过TCP协议是可靠的.按照顺序发送的.TCP的数据结构比前面的结构都要复杂.
0 4 8 10 16 24 32
-------------------------------------------------------------------
| 源端口 | 目的端口 |
-------------------------------------------------------------------
| 序列号 |
------------------------------------------------------------------
| 确认号 |
------------------------------------------------------------------
| | |U|A|P|S|F| |
|首部长度| 保留 |R|C|S|Y|I| 窗口 |
| | |G|K|H|N|N| |
-----------------------------------------------------------------
| 校验和 | 紧急指针 |
-----------------------------------------------------------------
| 选项 | 填充字节 |
-----------------------------------------------------------------
TCP的结构在中定义为:
struct tcphdr
{
u_int16_t source;
u_int16_t dest;
u_int32_t seq;
u_int32_t ack_seq;
#if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
u_int16_t res1:4;
u_int16_t doff:4;
u_int16_t fin:1;
u_int16_t syn:1;
u_int16_t rst:1;
u_int16_t psh:1;
u_int16_t ack:1;
u_int16_t urg:1;
u_int16_t res2:2;
#elif __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
u_int16_t doff:4;
u_int16_t res1:4;
u_int16_t res2:2;
u_int16_t urg:1;
u_int16_t ack:1;
u_int16_t psh:1;
u_int16_t rst:1;
u_int16_t syn:1;
u_int16_t fin:1;
#endif
u_int16_t window;
u_int16_t check;
u_int16_t urg_prt;
};
source发送TCP数据的源端口
dest接受TCP数据的目的端口
seq标识该TCP所包含的数据字节的开始序列号
ack_seq确认序列号,表示接受方下一次接受的数据序列号.
doff数据首部长度.和IP协议一样,以4字节为单位.一般的时候为5
urg如果设置紧急数据指针,则该位为1
ack如果确认号正确,那么为1
psh如果设置为1,那么接收方收到数据后,立即交给上一层程序
rst为1的时候,表示请求重新连接
syn为1的时候,表示请求建立连接
fin为1的时候,表示亲戚关闭连接
window窗口,告诉接收者可以接收的大小
check对TCP数据进行较核
urg_ptr如果urg=1,那么指出紧急数据对于历史数据开始的序列号的偏移值
关于TCP协议的详细情况,请查看 RFC793
7.6 TCP连接的建立
TCP协议是一种可靠的连接,为了保证连接的可靠性,TCP的连接要分为几个步骤.我们把这个连接过程称为"三次握手".
下面我们从一个实例来分析建立连接的过程.
第一步客户机向服务器发送一个TCP数据包,表示请求建立连接. 为此,客户端将数据包的SYN位设置为1,并且设置序列号seq=1000(我们假设为1000).
第二步服务器收到了数据包,并从SYN位为1知道这是一个建立请求的连接.于是服务器也向客户端发送一个TCP数据包.因为是响应客户机的请求,
于是服务器设置ACK为1,sak_seq=1001(1000+1)同时设置自己的序列号.seq=2000(我们假设为2000).
第三步客户机收到了服务器的TCP,并从ACK为1和ack_seq=1001知道是从服务器来的确认信息.于是客户机也向服务器发送确认信息.客户机设置ACK=1,和ack_seq=2001,seq=1001,发送给服务器.至此客户端完成连接.
最后一步服务器受到确认信息,也完成连接.
通过上面几个步骤,一个TCP连接就建立了.当然在建立过程中可能出现错误,不过TCP协议可以保证自己去处理错误的.
说一说其中的一种错误.
听说过DOS吗?(可不是操作系统啊).今年春节的时候,美国的五大网站一起受到攻击.攻击者用的就是DOS(拒绝式服务)方式.概括的说一下原理.
客户机先进行第一个步骤.服务器收到后,进行第二个步骤.按照正常的TCP连接,客户机应该进行第三个步骤.
不过攻击者实际上并不进行第三个步骤.因为客户端在进行第一个步骤的时候,修改了自己的IP地址,就是说将一个实际上不存在的IP填充在自己IP
数据包的发送者的IP一栏.这样因为服务器发的IP地址没有人接收,所以服务端会收不到第三个步骤的确认信号,这样服务务端会在那边一直等待,直到超时.
这样当有大量的客户发出请求后,服务端会有大量等待,直到所有的资源被用光,而不能再接收客户机的请求.
这样当正常的用户向服务器发出请求时,由于没有了资源而不能成功.于是就出现了春节时所出现的情况.
|
|
相关推荐
linux网络编程-tcp/ip协议-socket编程 入门书 国嵌教材
上篇主要介绍TCP/IP协议簇中的常用协议,下篇专门介绍网络编程知识与技能。 (2)具体在编写每一节的内容时将原理知识与实用技能融为一体。以方便读者学习。 (3)考虑到TCP/IP协议比较抽象,学习起来有一定的难度,...
内容概要:主要收录了《TCP/IP网络编程》这本书每个章节内容所用到的代码,可以直接运行(是C语言文件,最好在Linux系统中运行使用) 适合人群:有一定编程语言基础,网络编程方面零基础也可学习 能学到什么:结合...
《TCP/IP网络编程》涵盖操作系统、系统编程、TCP/IP协议等多种内容,结构清晰、讲解细致、通俗易懂。书中收录丰富示例,详细展现了Linux和Windows平台下套接字编程的共性与个性。特别是从代码角度说明了不同模型...
通过Linux C编程,设计一个基于TCP/IP的文件传输系统,实现服务器端和客户端之间网络文件的收发。
Linux网络编程视频视频教程, 01-复习-Linux网络编程mp40 2-信号量生产者复习mp40 3-协议.mp4 4-7层模型和4层模型及代表协议mp4 AV 5-网络传输数据封装流程avi A 06-以太网帧和ARP请求avi AV 07-IP协议.avi 08-端口...
linux 网络编程以及TCP-IP协议详解相关的书籍,linux 网络编程以及TCP-IP协议详解相关的书籍。
socket网络编程在linux下的实现,支持tcp/udp两种协议
本系统通过对linux内核中网络TCP/IP网络协议栈的实现进行分析,自主实现了该协议栈,并设计了相应的网络层和传输层报文格式,对于学习linux网络内核编程的同学很有参考价值
了解Webserver在目标平台的移植 了解TCP/IP协议格式 掌握网络通信的编程方法 掌握Qt编程方法及技巧
第2章 Linux编程环境 14 2.1 Linux环境下的编辑器 14 2.1.1 vim使用简介 14 2.1.2 使用vim建立文件 15 2.1.3 使用vim编辑文本 16 2.1.4 vim的格式设置 18 2.1.5 vim配置文件.vimrc 19 2.1.6 使用其他...
第2章 TCP/IP协议 第3章 套接字基本函数 第4章 TCP客户机-服务器程序示例 第5章 UDP套接字 第6章 进程和信号 第7章 高级套接字函数 第8章 套接字选项 第9章 进程间通信 第10章 带外数据 第11章 原始套接字 第12章 ...
第2章 Linux编程环境 14 2.1 Linux环境下的编辑器 14 2.1.1 vim使用简介 14 2.1.2 使用vim建立文件 15 2.1.3 使用vim编辑文本 16 2.1.4 vim的格式设置 18 2.1.5 vim配置文件.vimrc 19 2.1.6 使用其他...
摘 要:研究TCP/IP网络的监听, “三次握手”建立连接的过程,以及拆断TCP“三次握手”的方法。以RedHat 9.0(Linux)、Windows 2000 Server、Windows XP Professional、Windows XP Home、Windows 2003 为主要操作系统...
09-tcp ip协议、wireshark、网络通信过程(python和linux高级编程阶段 代码和截图)09-tcp ip协议、wireshark、网络通信过程(python和linux高级编程阶段 代码和截图)09-tcp ip协议、wireshark、网络通信过程...
1、Internet与TCP/IP协议 2、TCP/IP协议体系结构与OSI模型 3、Socket编程接口 4、Windows Socket 5、Linux Socket 6、TCP/IP网络程序框架与示例 总共84页PPT。是一些基本概念的介绍,初学者可下。
内容包含Linux系统概述、Linux编程环境、Linux文件系统简介、Linux下的进程和线程、TCP/IP协议族、应用层网络服务程序、TCP编程、主机信息获取、数据IO复用、UDP编程、高级套接字、套接字选项、原始套接字、服务器...
建立两任务,一任务负责audio处理,送dsp或调节mixer,一任务负责TCP/IP通信,接收网络音频流.
1.1 网络的历史................................................................. ...................................... 1 1.2 OSI 模型....................................................................
本文主要介绍了如何开发基于TCP/IP 协议网络编程的自定义通讯协议. 在QNX.Linux和Windows三种不同的操作系统平台下实现多节点间的互相通讯。 测试结果表明,该协议可以方便高效地实现多平台下控制节点间的相互...