分类： 网络与安全
2016-01-19 16:05:39
转自：http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/02/02/2335495.html
虽然网络编程的socket大家很多都会操作，但是很多还是不熟悉socket编程中，底层TCP/IP协议的交互过程，本文会一个简单的客户端程序和服务端程序的交互过程，使用tcpdump抓包，实例讲解客户端和服务端的TCP/IP交互细节。
IP头和TCP头格式如下:
Internet Header Format 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ |Version| IHL |Type of Service| Total Length | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Identification |Flags| Fragment Offset | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Time to Live | Protocol | Header Checksum | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Source Address | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Destination Address | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Options | Padding | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ TCP Header Format 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Source Port | Destination Port | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Sequence Number | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Acknowledgment Number | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Data | |U|A|P|R|S|F| | | Offset| Reserved |R|C|S|S|Y|I| Window | | | |G|K|H|T|N|N| | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Checksum | Urgent Pointer | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Options | Padding | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | data | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
单单看这些头会比较枯燥，后面会根据一个简单的客户端和服务端的TCP/IP报文交互实例讲解这些报文头的格式和含义
客户端和服务端是我们写的一个简单客户端程序，运行在Linux上。
客户端和服务端的功能如下:
客户端从标准输入读入一行，发送到服务端
服务端从网络读取一行，然后输出到客户端
客户端收到服务端的响应，输出这一行到标准输出
服务端代码如下:
#include#include /* basic system data types */ #include /* basic socket definitions */ #include in.h> /* sockaddr_in{} and other Internet defns */ #include /* inet(3) functions */ #include #include #include #include <string.h> #define MAXLINE 1024 //typedef struct sockaddr SA; void handle(int connfd); int main(int argc, char **argv) { int listenfd, connfd; int serverPort = 6888; int listenq = 1024; pid_t childpid; char buf[MAXLINE]; socklen_t socklen; struct sockaddr_in cliaddr, servaddr; socklen = sizeof(cliaddr); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(serverPort); listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (listenfd < 0) { perror("socket error"); return -1; } if (bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, socklen) < 0) { perror("bind error"); return -1; } if (listen(listenfd, listenq) < 0) { perror("listen error"); return -1; } printf("echo server startup,listen on port:%d\n", serverPort); for ( ; ; ) { connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &socklen); if (connfd < 0) { perror("accept error"); continue; } sprintf(buf, "accept form %s:%d\n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr), cliaddr.sin_port); printf(buf,""); childpid = fork(); if (childpid == 0) { /* child process */ close(listenfd); /* close listening socket */ handle(connfd); /* process the request */ exit (0); } else if (childpid > 0) { close(connfd); /* parent closes connected socket */ } else { perror("fork error"); } } } void handle(int connfd) { size_t n; char buf[MAXLINE]; for(;;) { n = read(connfd, buf, MAXLINE); if (n < 0) { if(errno != EINTR) { perror("read error"); break; } } if (n == 0) { //connfd is closed by client close(connfd); printf("client exit\n"); break; } //client exit if (strncmp("exit", buf, 4) == 0) { close(connfd); printf("client exit\n"); break; } write(connfd, buf, n); //write maybe fail,here don't process failed error } }
客户端代码如下:
#include#include /* basic system data types */ #include /* basic socket definitions */ #include in.h> /* sockaddr_in{} and other Internet defns */ #include /* inet(3) functions */ #include /*gethostbyname function */ #include #include #include #include <string.h> #define MAXLINE 1024 void handle(int connfd); int main(int argc, char **argv) { char * servInetAddr = "127.0.0.1"; int servPort = 6888; char buf[MAXLINE]; int connfd; struct sockaddr_in servaddr; if (argc == 2) { servInetAddr = argv[1]; } if (argc == 3) { servInetAddr = argv[1]; servPort = atoi(argv[2]); } if (argc > 3) { printf("usage: echoclient "); return -1; } connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htons(servPort); inet_pton(AF_INET, servInetAddr, &servaddr.sin_addr); if (connect(connfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) { perror("connect error"); return -1; } printf("welcome to echoclient\n"); handle(connfd); /* do it all */ close(connfd); printf("exit\n"); exit(0); } void handle(int sockfd) { char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE]; int n; for (;;) { if (fgets(sendline, MAXLINE, stdin) == NULL) { break;//read eof } /* //也可以不用标准库的缓冲流,直接使用系统函数无缓存操作 if (read(STDIN_FILENO, sendline, MAXLINE) == 0) { break;//read eof } */ n = write(sockfd, sendline, strlen(sendline)); n = read(sockfd, recvline, MAXLINE); if (n == 0) { printf("echoclient: server terminated prematurely\n"); break; } write(STDOUT_FILENO, recvline, n); //如果用标准库的缓存流输出有时会出现问题 //fputs(recvline, stdout); } } \n
编译服务器:
gcc echoserver.c -o echoserver
编译客户端
gcc echoclient.c -o echoclient
首先我们要启用tcpdump监控客户端和服务端的报文:
tcpdump -S -nn -vvv -i lo port 6888
-S 打印TCP 数据包的顺序号时, 使用绝对的顺序号, 而不是相对的顺序号
-nn 表示不进行端口到名称的转换
-vvv 表示产生尽可能详细的协议输出
-i lo表示只监控网卡lo设备，默认是监控第一个网络设备。
port 6888表示只监控端口6888的相关监控数据，包括从6888端口接收和从6888端口发送的报文。
tcpdump详情可以参考本博客的"Linux tcpdump命令详解"的tcpdump的简单选项介绍。
接着我们要启动服务端:
./echoserver
再启动客户端:
./echoclient
客户端程序一启动，就会connect服务端，tcpdump对应的输出如下:
