使用 WireShark 分析 TCP 协议

Wed, 13 Oct 2021 15:20:30 +0800

网络分层

计算机网络的各层及其协议的集合被称为网络的体系结构，按照不同的维度，其常被分为七层、五层、四层网络结构。

「图片来自掘金」

数据包从上到下，每经过一层就在数据包前加上该层的 Header 进行封包操作，再经过物流传输比特流，到另一台设备中再层层解包，从而取出对应的数据。数据包在每一层，都有不同的英文术语来对应，如五层模型中的数据包对应以下的名称：

层级	名称术语
应用层	HTTP Packet
传输层	TCP Segment
网络层	IP Packet
链路层	Frame
物理层	Bits

我们可以用一个公式来表示每一层协议的构成：

Packet = Protocol Header + Payload

每一层的包都可以用这个公式来表示。有了这个认知之后，对于每一层协议的学习，最后就落实到每一层 Header 的学习上了。

我们可用利用 WireShark 工具来形象地查看各层的数据：

自上而下分别对应五层模型的物理层、链路层、网络层、传输层、应用层。

TCP 协议

TCP 是一种面向连接的、可靠的基于字节流的传输层通信协议。TCP 将用户数据打包成报文段，发送给另一端，另一端对收到的数据进行确认、对失序的数据重新排序、丢弃重复数据。

TCP 的特点有：

TCP 是面向连接的运输层协。
每一条 TCP 连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的。
TCP 提供可靠交付的服务。
TCP 提供全双工通信。
面向字节流。

TCP 的 Header 结构如下：

「图片来自掘金」

三次握手

TCP 提供面向有连接的通信传输。面向有连接是指在数据通信开始之前先做好两端之间的准备工作。

所谓三次握手是指建立一个 TCP 连接时需要客户端和服务器端总共发送三个包以确认连接的建立。在 Socket 编程中，这一过程由客户端执行 Connect 来触发。

IPv4 Network & CIDR

Wed, 10 Mar 2021 13:26:44 +0800

IPv4网络分类

子网掩码在线换算

IPv4地址被分为三部分：

网络部分（network）
子网部分（subnetwork）(现在常被认为是网络部分的一部分)
主机部分（host）

各个类别的范围

分类	前缀码	开始地址	结束地址	对应CIDR修饰	默认子网掩码
A类地址	0	0.0.0.0	127.255.255.255	/8	255.0.0.0
B类地址	10	128.0.0.0	191.255.255.255	/16	255.255.0.0
C类地址	110	192.0.0.0	223.255.255.255	/24	255.255.255.0
D类地址	1110	224.0.0.0	239.255.255.255	/4	未定义
E类地址	1111	240.0.0.0	255.255.255.255	/4	未定义

按位来表示

n 表示该二进制位是网络位

H 表示该二进制位是主机位

X 表示该二进制位无特定作用

A类地址
 0. 0. 0. 0 = 00000000.00000000.00000000.00000000
127.255.255.255 = 01111111.11111111.11111111.11111111
 0nnnnnnn.HHHHHHHH.HHHHHHHH.HHHHHHHH
B类地址
128. 0. 0. 0 = 10000000.00000000.00000000.00000000
191.255.255.255 = 10111111.11111111.11111111.11111111
 10nnnnnn.nnnnnnnn.HHHHHHHH.HHHHHHHH

C类地址
192. 0. 0. 0 = 11000000.00000000.00000000.00000000
223.255.255.255 = 11011111.11111111.11111111.11111111
 110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.HHHHHHHH

D类地址
224. 0. 0. 0 = 11100000.00000000.00000000.00000000
239.255.255.255 = 11101111.11111111.11111111.11111111
 1110XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX

E类地址
240. 0. 0. 0 = 11110000.00000000.00000000.00000000
255.255.255.255 = 11111111.11111111.11111111.11111111
 1111XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX

IPv4子网划分

子网的划分是一个将主机部分的若干位分配到网络部分的过程。例如，对于一个给定的A类网络：10.0.0.0，子网掩码 255.255.0.0 可以将其划分为256个子网（从 10.0.0.0 到 10.255.0.0）第一个八位位组表示网络地址，第二个表示子网号，而最后两个表示主机部分。用子网掩码对主机地址进行位与操作，就能够提取出完整的子网地址。

Network on Wimi's Space