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TCP协议的工作机制

传输控制协议(Transmission Control Protocol,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。在 TCP 协议中,通过三次握手建立连接。通信结束后,还需要断开连接。如果在发送数据包时,没有正确被发送到目的地时,将会重新发送数据包。

本节将详细讲解 TCP 协议的工作机制。

TCP 协议作用

TCP 协议使用的是面向连接的方法进行通信的,其作用如下:
  • 面向流的处理:TCP 以流的方式处理数据。换句话说,TCP 可以一个字节一个字节地接收数据,而不是一次接收一个预订格式的数据块。TCP 把接收到的数据组成长度不等的段,再传递到网际层。
  • 重新排序:如果数据以错误的顺序到达目的地,TCP 模块能够对数据重新排序,来恢复原始数据。
  • 流量控制:TCP 能够确保数据传输不会超过目的计算机接收数据的能力。
  • 优先级与安全:为 TCP 连接设置可选的优先级和安全级别。
  • 适当的关闭:以确保所有的数据被发送或接收以后,再进行关闭连接。

TCP 工作模式

TCP 协议的数据包进行传输采用的是服务器端和客户端模式。发送 TCP 数据请求方为客户端,另一方则为服务器端。客户端要与服务器端进行通信,服务器端必须开启监听的端口,客户端才能通过端口连接到服务器,然后进行通信。

netwox 工具提供了相关模块,用于建立 TCP 服务器端和 TCP 客户端。客户端连接服务器端后,可以进行数据通信。为了能够对服务器端进行远程操控,用户也可以建立远程 TCP 服务器端和远程 TCP 客户端,连接以后,可以在服务器端执行命令,进行上传和下载。

建立 TCP 服务器端和 TCP 客户端

为了能够完成客户端与服务器端之间的通信,可以使用 netwox 工具编号为 89 的模块建立 TCP 服务器端,然后使用编号为 87 的模块建立 TCP 客户端。

【实例】已知主机 A 的 IP 地址为 192.168.59.131,主机 B 的 IP 地址为 192.168.59.135。分别在这两个主机上建立 TCP 服务器端和客户端,并进行连接,监听指定端口上的通信信息。

具体步骤如下:

1) 在主机 A 上建立 TCP 服务器端,监听端口为 80,执行命令如下:

root@daxueba:~# netwox 89 -P 80

运行后没有任何输出信息,可以输入要传输的数据。

2)在主机 B 上建立 TCP 客户端,连接 TCP 服务器端,执行命令如下:

root@daxueba:~# netwox 87 -i 192.168.59.131 -p 80

运行后没有任何输出信息,可以输入要传输的数据。

3) 当在客户端输入信息后,将被发送到服务器端。例如,在客户端输入 hi,如下:

root@daxueba:~# netwox 87 -i 192.168.59.131 -p 80
hi


4) 在服务器端将会收到到客户端的信息,如下:

root@daxueba:~# netwox 89 -P 80
hi

可以看出,输出信息为客户端输入的内容。

5) 在服务器端输入 Hello,客户端也会监听到服务器端输入的内容,如下:

root@daxueba:~# netwox 87 -i 192.168.59.131 -p 80
hi
Hello


6) 通过捕获数据包,验证客户端和服务器端的通信过程。捕获到的数据包如图所示。

其中,第 10 个数据包是 TCP 客户端向服务器端进行通信的数据包,其中 [PSH,ACK],表示该包为数据通信数据包;第 11 个数据包为对应的响应包,表示允许通信;第 20 个数据包是 TCP 服务器端向客户端进行通信的数据包,第 21 个数据包为对应的响应包。

建立远程操作的 TCP 服务器端和 TCP 客户端

通过前面的讲解,用户可以建立 TCP 客户端,并连接到 TCP 服务器端,然后进行简单的通信。下面讲解如何通过 TCP 协议,远程在服务器端执行命令。

【实例】已知主机 A 的 IP 地址为 192.168.59.131,主机 B 的 IP 地址为 192.168.59.135,使用 netwox 编号为 93 和 94 的模块,分别在主机 A 和主机 B 建立 TCP 服务器端和客户端,然后通过客户端远程在服务器上执行命令。具体步骤如下:

1) 在主机 A 上建立 TCP 远程管理服务器,并设置监听的端口为 7615,执行命令如下:

root@daxueba:~# netwox 93 -P 7615

执行命令后没有任何输出信息。

2) 查看远程管理服务器的配置信息,如下:

root@daxueba:~# ifconfig

输出信息如下:
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
    inet 192.168.59.131  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.59.255
    inet6 fd15:4ba5:5a2b:1008:20c:29ff:fe64:a54f  prefixlen 64  scopeid 0x0<global>
    inet6 fe80::20c:29ff:fe64:a54f  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
    inet6 fd15:4ba5:5a2b:1008:2c92:52e9:dd2:37a7  prefixlen 64  scopeid 0x0<global>
    ether 00:0c:29:64:a5:4f  txqueuelen 1000  (Ethernet)
    RX packets 215123  bytes 259364632 (247.3 MiB)
    RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
    TX packets 83482  bytes 5073376 (4.8 MiB)
    TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
上述输出信息显示了服务器的配置信息。例如,IP 地址为 192.168.59.131,MAC 地址为 00:0c:29:64:a5:4f。

3) 在主机 B 上建立 TCP 客户端,并连接服务器端,然后执行命令 ifconfig,如下:

root@daxueba:~# netwox 94 -i 192.168.59.131 -p 7615 -c "/bin/sh -c ifconfig"

输出信息如下:
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
    inet 192.168.59.131  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.59.255
    inet6 fd15:4ba5:5a2b:1008:20c:29ff:fe64:a54f  prefixlen 64  scopeid
    0x0<global>
    inet6 fe80::20c:29ff:fe64:a54f  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
    inet6 fd15:4ba5:5a2b:1008:2c92:52e9:dd2:37a7  prefixlen 64  scopeid
    0x0<global>
    ether 00:0c:29:64:a5:4f  txqueuelen 1000  (Ethernet)
    RX packets 215293  bytes 259375823 (247.3 MiB)
    RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
    TX packets 83491  bytes 5074036 (4.8 MiB)
    TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
输出信息与上面实例的输出信息一样,说明成功执行了 ifconfig 命令。

建立 TCP 远程客户端(下载文件)

有时候客户端需要从服务器上下载文件。用户可以使用 netwox 工具编号为 95 的模块建立 TCP 客户端,下载服务器上的文件。

【实例】已知主机 A 的 IP 地址为 192.168.59.131,主机 B 的 IP 地址为 192.168.59.135;主机 A 上有一个文件 user.txt。使用 netwox 工具编号为 93 和 95 的模块分别在主机 A 和主机 B 建立服务器端和客户端,然后通过客户端从服务器上下载 user.txt 文件。

具体步骤如下:

1) 在主机 A 上建立 TCP 远程管理服务器,并设置监听的端口为 7615,执行命令如下:

root@daxueba:~# cat user.txt

执行命令后没有任何输出信息。

2) 在服务器上,查看 user.txt 文件的信息,执行命令如下:

root@daxueba:~# cat user.txt

输出信息如下:

smz
admin
root
abc133
bob
tom123
administrator
wang001


3) 在主机 B 上建立 TCP 客户端,并连接 TCP 服务器,获取 user.txt 文件的信息,如下:

root@daxueba:~# netwox 95 -i 192.168.59.131 -p 7615 -f "user.txt"

输出信息如下:

smz
admin
root
abc133
bob
tom123
administrator
wang001

上述输出信息为服务器上 file.txt 文件的信息。

4) 如果用户想要保存文件内容,可以指定保存的位置。例如,将信息保存到文件 fileuser.txt 中,执行命令如下:

root@daxueba:~# netwox 95 -i 192.168.59.131 -p 7615 -f "user.txt" -F fileuser.txt

建立 TCP 远程客户端(上传文件)

有时候,客户端需要将文件上传到服务器上。这时,可以使用 netwox 工具编号为 96 的模块来实现。

【实例】已知主机 A 的 IP 地址为 192.168.59.131,主机 B 的 IP 地址为 192.168.59.135;主机 B 上有一个文件 password.txt。使用 netwox 工具编号为 93 和 96 的模块分别在主机 A 和主机 B 建立服务器和客户端,并将客户端的 password.txt 文件上传到服务器上,命名为 pass.txt。

具体步骤如下:

1) 在主机 A 上建立 TCP 远程管理服务器,并设置监听的端口为 7615,执行命令如下:

root@daxueba:~# netwox 93 -P 7615

执行命令后没有任何输出信息。

2) 在主机 B 上,查看 password.txt 文件的信息,如下:

root@daxueba:~# cat password.txt

输出信息如下:

www
mail
remote
blog
webmail
server
ns1


3) 在主机 B 上建立 TCP 远程管理客户端,并连接服务器,将 password.txt 文件上传到服务器上,文件名称为 pass.txt,执行命令如下:

root@daxueba:~# netwox 96 -i 192.168.59.131 -p 7615 -f password.txt -F pass.txt

执行命令后没有任何输出信息,但是会成功将文件 password.txt 上传到服务器上,上传后的文件名称为 pass.txt。

4) 在服务器上,查看文件 pass.txt 的信息,执行命令如下:

root@daxueba:~# cat pass.txt

输出信息如下:

www
mail
remote
blog
webmail
server
ns1

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