计算机网络学习笔记：Wireshark观察TCP通信

文章目录

• 前言
• 一、前置准备
• 二、三报文握手过程抓包
• • 2.1、第一次握手
  • 2.2、第二次握手
  • 2.3、第三次握手
• 三、通信过程抓包
• • [3.1、报文 44379 -- 客户端发数据（PSH, ACK）](#3.1、报文 44379 – 客户端发数据（PSH, ACK）)
  • [3.2、 报文 44380 -- 服务端确认收到数据（ACK）](#3.2、 报文 44380 – 服务端确认收到数据（ACK）)
  • [3.3、报文 44469 -- 服务端回显（PSH, ACK）](#3.3、报文 44469 – 服务端回显（PSH, ACK）)
  • [3.4、报文 44470 -- 客户端确认收到回显（ACK）](#3.4、报文 44470 – 客户端确认收到回显（ACK）)
• 四、四报文握手过程抓包
• • 4.1、第一次挥手
  • 4.2、第二次挥手
  • 4.3、第三次挥手
  • 4.4、第四次挥手

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前言

Wireshark是一款功能强大的网络抓包和协议分析工具，用于实时捕获和解析网络通信数据，帮助用户诊断网络问题、分析协议细节或进行安全审计。

本篇将用Wireshark工具对TCP通信案例进行抓包，分析三报文握手和四报文挥手。

一、前置准备

服务端案例工程：

public class BIOServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1848);
        System.out.println("EchoServer started on port 1848");

        //阻塞
        Socket clientSocket = serverSocket.accept();

        handleClient(clientSocket);

    }

    private static void handleClient(Socket clientSocket) {
        try(OutputStream out = clientSocket.getOutputStream();
            InputStream in = clientSocket.getInputStream()){
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = in.read(bytes))!= -1){
                out.write(bytes, 0, len);
                out.flush(); // 回显
            }
        }catch (Exception e){
            System.out.println("Client disconnected");
        }

    }
}

客户端案例工程：

public class BIOClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {


        Socket socket = new Socket("localhost", 1848);
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        InputStream in = socket.getInputStream();

        out.write(("Hello Server:" + Thread.currentThread().getName()).getBytes());
        out.flush();

        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len = in.read(buffer);
        System.out.println("Server Echo: " + new String(buffer, 0, len));

        socket.close();


    }
}

Wireshark工具设置，选择Adapter for loopback traffic capture

设置抓包过滤选项，为案例中的端口号1848：

二、三报文握手过程抓包

案例工程中，三报文握手在java层面体现在客户端的这一行代码上，创建 Socket 时，会自动连接服务端并完成三次握手；

Socket socket = new Socket("localhost", 1848); 

服务端阻塞在 accept()，等待连接；一旦返回，说明三次握手完成；

Socket clientSocket = serverSocket.accept(); 

先启动服务端，再启动客户端：

进入断点，准备建立连接

释放客户端的断点，进入服务端的处理消息的逻辑：

此时三报文握手的过程已经结束了，观察Wireshark

2.1、第一次握手

第一次握手的报文10358 371.405938 127.0.0.1 127.0.0.1 TCP 56 49931 → 1848 [SYN] Seq=0 Win=65535 Len=0 MSS=65495 WS=256 SACK_PERM 解释：

字段	含义
10358	报文编号，在这次抓包中的编号
371.405938	抓包开始后的时间戳（秒）
127.0.0.1 → 127.0.0.1	源 IP 和目的 IP（都是 localhost）
TCP	协议类型
56	报文字节数（含 TCP 首部）
49931 → 1848	源端口（49931，客户端临时端口）到目标端口（1848，服务端监听端口）
[SYN]	报文类型标志（发起连接请求）
Seq=0	初始序列号，客户端初始发送序号
Win=65535	窗口大小（接收缓冲区大小）
Len=0	数据长度（SYN 报文本身不带数据）
MSS=65495	最大报文段长度（Maximum Segment Size）是对方发送给我的最大 TCP 有效载荷，协商用
WS=256	窗口扩大因子（Window Scale），用于扩大窗口大小（65535×256）
SACK_PERM	表示支持选择确认（Selective Acknowledgement），提高网络性能

2.2、第二次握手

第二次握手的报文10359 371.405972 127.0.0.1 127.0.0.1 TCP 56 1848 → 49931 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=65535 Len=0 MSS=65495 WS=256 SACK_PERM的解释：

字段	含义
10359	报文编号
371.405972	时间戳
1848 → 49931	服务端端口（1848）回应客户端临时端口（49931）
[SYN, ACK]	服务端回应连接请求，并确认客户端的 SYN 报文
Seq=0	服务端自己的初始序列号为 0
Ack=1	确认号 = 客户端 Seq（0）+ 1，表示收到了客户端的 SYN，对于第一次握手中的seq的确认
Win=65535	服务端窗口大小
Len=0	无负载数据，仅握手信息
MSS=65495	服务端协商的最大段大小
WS=256	服务端窗口扩展因子
SACK_PERM	服务端也支持 SACK

2.3、第三次握手

第三次握手的报文10360 371.405991 127.0.0.1 127.0.0.1 TCP 44 49931 → 1848 [ACK] Seq=1 Ack=1 Win=327424 Len=0的含义：

字段	含义
49931 → 1848	客户端端口 → 服务端端口
[ACK]	确认包，确认服务端的 [SYN, ACK]
Seq=1	客户端的下一个发送序列号（上次 SYN 是 Seq=0，这次是 1）
Ack=1	确认号：表示已收到服务端 Seq=0 的 [SYN] 报文（对于服务端seq的确认）
Win=327424	窗口大小（注意，这里乘了窗口缩放因子）
Len=0	仅为控制报文，无负载数据

针对原理图，理论联系实际，从上面的握手报文可以看出，除了最关键的SYN，ACK，seq，ack以外，;还体现出了对于TCP参数的协商，例如最大段大小，窗口大小，数据长度等。

三、通信过程抓包

在案例工程中，通信过程体现在客户端发送：

out.write(("Hello Server:" + Thread.currentThread().getName()).getBytes());

服务端接收并回显：

while ((len = in.read(bytes))!= -1){
    out.write(bytes, 0, len); // echo 回显
    out.flush();
}

报文号	时间戳	源 → 目标	标志位	Seq/Ack	Len	说明
44379	1279.762655	49931 → 1848	[PSH, ACK]	Seq=1 Ack=1	17	客户端发送"Hello Server..."
44380	1279.762682	1848 → 49931	[ACK]	Seq=1 Ack=18	0	服务端确认收到了数据
44469	1283.136551	1848 → 49931	[PSH, ACK]	Seq=1 Ack=18	17	服务端回显"Hello Server..."
44470	1283.136566	49931 → 1848	[ACK]	Seq=18 Ack=18	0	客户端确认收到了回显

3.1、报文 44379 -- 客户端发数据（PSH, ACK）

49931 → 1848 [PSH, ACK] Seq=1 Ack=1 Len=17：

• 客户端发送数据（17 字节），"Hello Server:main"；
• PSH（Push）表示告诉 TCP 层立即发送，无需等待缓冲区满；
• Seq=1 是三次握手后起始序列号，这里是重点，因为客户端的第三次握手，报文段没有携带数据，不占用seq，所以这次的seq还是从1开始。
• Ack=1 表示仍然确认了服务端的 SYN。

3.2、 报文 44380 -- 服务端确认收到数据（ACK）

1848 → 49931 [ACK] Seq=1 Ack=18 Len=0

• 服务端发送确认 ACK，表示已收到客户端发送的 17 字节（1+17=18）；
• 这是纯 ACK，不带数据。

3.3、报文 44469 -- 服务端回显（PSH, ACK）

1848 → 49931 [PSH, ACK] Seq=1 Ack=18 Len=17

• 服务端将收到的数据原样回显；
• PSH 表示回显数据立即发送；
• Seq=1 是服务端自己的起始序列号；
• Ack=18 表示还在确认客户端数据；

3.4、报文 44470 -- 客户端确认收到回显（ACK）

49931 → 1848 [ACK] Seq=18 Ack=18 Len=0

• 客户端收到回显后发出确认 ACK；
• Seq=18 表示客户端准备下次发送的序号（之前发了 17 字节）；
• Ack=18 表示收到了服务端的 17 字节（1+17=18）。

四、四报文握手过程抓包

案例工程中，四报文挥手在java层面体现在客户端的这一行代码上，通信完成关闭连接时，会通知服务端断开连接，进行四报文挥手的流程；

socket.close();

执行断点：

三报文握手和四报文挥手，都是客户端发起的

报文号	时间戳	方向	标志位	Len	说明
46892	1380.873591	49931 → 1848	[FIN, ACK]	0	客户端主动断开连接
46893	1380.873609	1848 → 49931	[ACK]	0	服务端确认客户端 FIN
46902	1380.874091	1848 → 49931	[FIN, ACK]	0	服务端也准备断开连接
46903	1380.874114	49931 → 1848	[ACK]	0	客户端确认服务端 FIN，连接彻底关闭

4.1、第一次挥手

第一次挥手报文段46892 1380.873591 127.0.0.1 127.0.0.1 TCP 44 49931 → 1848 [FIN, ACK] Seq=18 Ack=18 Win=327424 Len=0的解释：

字段	含义
46892	报文编号
1380.873591	抓包开始以来的时间戳（秒）
127.0.0.1 → 127.0.0.1	客户端 → 服务端
TCP	协议类型
44	报文长度（含 TCP 头部）
49931 → 1848	客户端临时端口 → 服务端端口
[FIN, ACK]	标志位：客户端请求关闭连接，同时确认服务端数据
Seq=18	序列号，表示上一次客户端发送的数据是以 Seq=17 结尾的（如 "Hello Server" 17 字节），FIN 占用 1
Ack=18	确认号：客户端已收到服务端 Seq=0~17 的数据
Win=327424	客户端窗口大小
Len=0	无数据，仅控制报文

4.2、第二次挥手

第二次挥手报文段46893 1380.873609 127.0.0.1 127.0.0.1 TCP 44 1848 → 49931 [ACK] Seq=18 Ack=19 Win=2161152 Len=0的解释：

字段	含义
46893	报文编号
1380.873609	时间戳
1848 → 49931	服务端端口 → 客户端端口
[ACK]	服务端确认客户端关闭请求
Seq=18	服务端数据已经发到 Seq=17，FIN 尚未发送
Ack=19	确认号：确认客户端 FIN，占用一个序号（Seq=18 → Ack=19）
Win=2161152	服务端窗口大小
Len=0	仅 ACK，没有数据

4.3、第三次挥手

第三次挥手报文段46902 1380.874091 127.0.0.1 127.0.0.1 TCP 44 1848 → 49931 [FIN, ACK] Seq=18 Ack=19 Win=2161152 Len=0的解释：

字段	含义
46902	报文编号
1380.874091	时间戳
1848 → 49931	服务端 → 客户端
[FIN, ACK]	服务端请求关闭，同时 ACK
Seq=18	服务端发出 FIN，占用序号 18（和第二次挥手一致，因为过程中没有发送其他数据）
Ack=19	继续确认客户端的 FIN
Win=2161152	服务端窗口大小
Len=0	无数据，仅控制位

4.4、第四次挥手

第四次挥手报文段46903 1380.874114 127.0.0.1 127.0.0.1 TCP 44 49931 → 1848 [ACK] Seq=19 Ack=19 Win=327424 Len=0的解释：

字段	含义
46903	报文编号
1380.874114	时间戳
49931 → 1848	客户端 → 服务端
[ACK]	客户端确认服务端的关闭
Seq=19	客户端上一次是 Seq=18，FIN 占 1，+1 到 19
Ack=19	表示已经收到服务端的 FIN（Seq=18）
Win=327424	客户端窗口大小
Len=0	无数据

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