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tcp协议解码详解

一、tcp协议简介

tcp，全称transfer control protocol，中文名为传输控制协议，它工作在osi的传输层，提供面向连接的可靠传输服务。

tcp的工作主要是建立连接，然后从应用层程序中接收数据并进行传输。tcp采用虚电路连接方式进行工作，在发送数据前它需要在发送方和接收方建立一个连接，数据在发送出去后，发送方会等待接收方给出一个确认性的应答，否则发送方将认为此数据丢失，并重新发送此数据。

下面我们来介绍一下tcp的报头结构和相关工作原理：

1.  tcp报头

tcp报头总长最小为20个字节，其报头结构如下图（图1）所示；

比特0　　　　　　　　　　   比特15   比特16　　　　　　　      比特31

图1　tcp报头结构

源端口：指定了发送端的端口

目的端口：指定了接受端的端口号

序号：指明了段在即将传输的段序列中的位置

确认号：规定成功收到段的序列号，确认序号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号

tcp偏移量：指定了段头的长度。段头的长度取决与段头选项字段中设置的选项

保留：指定了一个保留字段，以备将来使用

标志：syn、ack、psh、rst、urg、fin

syn： 表示同步

ack： 表示确认

psh： 表示尽快的将数据送往接收进程

rst： 表示复位连接

urg： 表示紧急指针

fin： 表示发送方完成数据发送

窗口：指定关于发送端能传输的下一段的大小的指令

校验和：校验和包含tcp段头和数据部分，用来校验段头和数据部分的可靠性

紧急：指明段中包含紧急信息，只有当u r g标志置1时紧急指针才有效

选项：指定了公认的段大小，时间戳，选项字段的末端，以及指定了选项字段的边界选项

2.  tcp工作原理

• tcp连接建立：tcp的连接建立过程又称为tcp三次握手。首先发送方主机向接收方主机发起一个建立连接的同步（syn）请求；接收方主机在收到这个请求后向送方主机回复一个同步/确认（syn/ack）应答；发送方主机收到此包后再向接收方主机发送一个确认（ack），此时tcp连接成功建立；
• tcp连接关闭：发送方主机和目的主机建立tcp连接并完成数据传输后，会发送一个将结束标记置1的数据包，以关闭这个tcp连接，并同时释放该连接占用的缓冲区空间；
• tcp重置：tcp允许在传输的过程中突然中断连接，这称为tcp重置；
• tcp数据排序和确认：tcp是一种可靠传输的协议，它在传输的过程中使用序列号和确认号来跟踪数据的接收情况；
• tcp重传：在tcp的传输过程中，如果在重传超时时间内没有收到接收方主机对某数据包的确认回复，发送方主机就认为此数据包丢失，并再次发送这个数据包给接收方，这称为tcp重传；
• tcp延迟确认：tcp并不总是在接收到数据后立即对其进行确认，它允许主机在接收数据的同时发送自己的确认信息给对方。
• tcp数据保护（校验和）：tcp是可靠传输的协议，它提供校验和计算来实现数据在传输过程中的完整性。

二、解码详解

要看懂tcp解码信息，就必须清楚知道tcp工作原理和tcp报头的相关字段信息。

下面我们就通过科来网络分析系统中的解码信息来认识tcp协议的报头。如下图。

图2　科来网络分析系统tcp解码信息

上图显示了tcp协议中报头中字段的详细信息，这里的解码信息完全和tcp报头结构相吻合，下面我们分别来介绍解码视图中的信息：

1. 源端口：1041，偏移量为34，值为2个字节；
2. 目标端口：5001，端口名为 complex-link,偏移量为36，值为2个字节；
3. 序列号：tcp数据包序列号为148694863，偏移量38，值为4个字节；
4. 确认号：确认号为387135032，偏移量为42，值为4个字节；
5. tcp偏移量：tcp偏移量为5，偏移量为46，值为4位；
6. 标志：psh和ack的值为1，这是一个确认包，收到的有效段立即发给应用，不要放入缓冲区；
7. 窗口：表示接收端能够接收的下一段的大小64124；
8. 校验和：校验和为0x10d4（正确），表示数据没有被修改和损坏，是完整的；
9. 紧急指针：因为标志字段中urg标志位的值为0，所以这里无紧急指针；
10. 无tcp选项：无选项内容。

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