嵌入式学习——3——TCP-UDP 数据交互,握手,挥手

1、更新源

cd /etc/apt/

sudo cp sources.list sources.list.save 将原镜像备份

sudo vim sources.list 将原镜像修改成阿里源/清华源,如所述

阿里源

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse

deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse

deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse

清华源

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse

deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse

deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse

deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse

deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
上述操作完毕后,保存退出,执行下列:

sudo apt-get update

**2、**wireshark使用 抓包工具

1、安装

  1. wireshark的官方下载网站:www.wireshark.org/

  2. Linux sudo apt install wireshark

  3. 启动sudo wireshark

设置中文 Edit->Preferences->Appaerance->Language->Chinese

2、抓包

  1. wireshark是捕获机器上的某一块网卡的网络包,当你的机器上有多块网卡的时候,你需要选择一个网卡。
  2. 双击需要的网卡,开始抓包

3. wireshark与对应的OSI七层模型

服务器和客户端的代码不能都运行在ubuntu,因为wireshark抓的是流经真实网卡的数据包。

若将服务器客户端都运行在ubuntu,数据直接经过虚拟网卡通信,而不会经过真实网卡。

4、包头分析

4.1 以太网头

以太网中封装了源mac地址 以及目的mac地址 ,还有ip类型,以太网又称之为mac头

0X0800 只接收发往本机的mac的ip类型的数据帧

0X0806 只接收发往本机的ARP类型的数据帧

0x8035 只接受发往本机的RARP类型的数据帧

0X0003 接收发往本机的MAC所有类型:ip,arp,rarp数据帧,接收从本机发出去的数据帧,

混杂模式打开的情况下,会接收到非发往本地的MAC数据帧

4.2 IP头

IP头中需要掌握用于拆包的部分:id flags fregment_offset

两个IP地址:源IP与目的IP地址。

TTL:time to live, 指定数据帧可以最多经过几个路由器。当数据帧被目标方接收后,TTL清除为0.

Linux TTL:64 Winodws:TTL 128

4.3 UDP头

4.4 TCP头

Seq:序列号,占4个字节,用于给数据段进行编号的。所有非应答包的数据段,都有seq。

Ack:应答号,用于应答非应答包(握手包,挥手包,数据包)。告诉对方下一次从这个seq编号发送数据包。
SYN 握手包 连接的时候产生的包

FIN 挥手包 断开连接产生的包

PSG 数据包 传输数据的时候产生的包

ACK 应答包

PSH ACK = Seq + len

SYN FIN ACK = Seq + 1

5、TCP三次握手

三次握手的发起方,肯定是客户端

SYN(同步序号,表示此报文是一个连接请求或者连接接收报文),

ACK(确认位,对接收到报文的确认)

FIN(表示发送方发送完数据,用来释放一个连接)

第一次握手:客户端向服务器端发送一个SYN J,表示客户端向服务器端发送一个连接请求报文,该报文的初始序列号为J。客户端进入SYN_SENT状态,等待服务器端确认。

第二次握手:服务器端向客户端响应一个SYN K, 表示服务器端向客户端发送一个连接请求报文,该报文的初始序列号为K。并对SYN J进行确认ACK J+1,服务器端进入SYN_RCVD状态。

第三次握手:客户端再向服务器端发送一个确认ACK K+1。客户端和服务器端进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后客户端和服务器端就可以开始传送数据了。

6、TCP四次挥手

由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动,一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方被动关闭。

A-----主动关闭方 B----被动关闭方

第一次挥手:A发送一个FIN包(FIN=1,seq = u) 给B,进入FIN_WAIT_1状态

第二次挥手:B接收到FIN包,给A发送一个ACK包(ACK=1,ack = u+1) ,并进入CLOSE_WAIT 状态。A接收到ACK包后,进入FIN_WAIT_2状态。如果有数据没有发送完成,则继续发送,直到发送完成为止

**第三次挥手:B发送一个FIN包(FIN=1,seq = w)**进入LAST_ACK状态

第四次挥手:A收到FIN包,回复一个ACK包(ACK=1,ack=w+1)。B收到A的ACK后关闭连接

7、UDP心跳

  1. 在UDP传输中,如何知道对端掉线
    1. 心跳包机制。规定每隔指定时间后发送一个心跳包给服务器,服务器回复心跳包应答。
    2. 如果期间服务器多次没有收到心跳包,或者客户端多次没有收到应答,则代表对端掉线。
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