TCP: SYN ACK FIN RST PSH URG 詳細解釋

TCP: SYN ACK FIN RST PSH URG 詳解

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TCP的三次握手是怎麼進行的了：發送端發送一個SYN=1，ACK=0標誌的數據包給接收端，請求進行連接， 這是第一次握手；接收端收到請求並且允許連接的話，就會發送一個SYN=1，ACK=1標誌的數據包給發送端，告訴它，可以通訊了，並且讓發送端發送一個確認數據包，這是第二次握手；最後，發送端發送一個SYN =0，ACK=1的數據包給接收端，告訴它連接已被確認，這就是第三次握手。之後，一個TCP連接建立，開始通訊。

*SYN：同步標誌

同步序列編號(Synchronize Sequence Numbers)欄有效。該標誌僅在三次握手建立TCP連接時有效。它提示TCP連接的服務端檢查序列編號，該序列編號為TCP連接初始端(一般是客戶端)的初始序列編號。在這裡，可以把TCP序列編號看作是一個範圍從0到4，294，967，295的32位計數器。通過TCP連接交換的數據中每一個字節都經過序列編號。在TCP報頭中的序列編號欄包括了TCP分段中第一個字節的序列編號。

*ACK：確認標誌

確認編號(Acknowledgement Number)欄有效。大多數情況下該標誌位是置位的。TCP報頭內的確認編號欄內包含的確認編號(w+1，Figure-1)為下一個預期的序列編號，同時提示遠端系統已經成功接收所有數據。

*RST：復位標誌

復位標誌有效。用於復位相應的TCP連接。

*URG：緊急標誌

緊急(The urgent pointer) 標誌有效。緊急標誌置位，

*PSH：推標誌

該標誌置位時，接收端不將該數據進行隊列處理，而是盡可能快將數據轉由應用處理。在處理telnet 或rlogin 等交互模式的連接時，該標誌總是置位的。

*FIN：結束標誌

帶有該標誌置位的數據包用來結束一個TCP回話，但對應端口仍處於開放狀態，準備接收後續數據。

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三次握手Three-way Handshake

一個虛擬連接的建立是通過三次握手來實現的

1. (B) --> [SYN] --> (A)

假如服務器A和客戶機B通訊. 當A要和B通信時，B首先向A發一個SYN (Synchronize) 標記的包，告訴A請求建立連接.

注意: 一個SYN包就是僅SYN標記設為1的TCP包(參見TCP包頭Resources). 認識到這點很重要，只有當A受到B發來的SYN包，才可建立連接，除此之外別無他法。因此，如果你的防火牆丟棄所有的發往外網接口的SYN包，那麼你將不能讓外部任何主機主動建立連接。

2. (B) <-- [SYN/ACK] <--(A)

接著，A收到後會發一個對SYN包的確認包(SYN/ACK)回去，表示對第一個SYN包的確認，並繼續握手操作.

注意: SYN/ACK包是僅SYN 和ACK 標記為1的包.

3. (B) --> [ACK] --> (A)

B收到SYN/ACK 包,B發一個確認包(ACK)，通知A連接已建立。至此，三次握手完成，一個TCP連接完成

Note: ACK包就是僅ACK 標記設為1的TCP包. 需要注意的是當三此握手完成、連接建立以後，TCP連接的每個包都會設置ACK位

這就是為何連接跟踪很重要的原因了. 沒有連接跟踪,防火牆將無法判斷收到的ACK包是否屬於一個已經建立的連接.一般的包過濾(Ipchains)收到ACK包時,會讓它通過(這絕對不是個好主意). 而當狀態型防火牆收到此種包時，它會先在連接表中查找是否屬於哪個已建連接，否則丟棄該包

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四次握手用來關閉已建立的TCP連接

1. (B) --> ACK/FIN --> (A)

2. (B) <-- ACK <-- (A)

3. (B) <-- ACK/FIN <-- (A)

4 . (B) --> ACK --> (A)

注意: 由於TCP連接是雙向連接, 因此關閉連接需要在兩個方向上做。ACK/FIN 包(ACK 和FIN 標記設為1)通常被認為是FIN(終結)包.然而, 由於連接還沒有關閉, FIN包總是打上ACK標記. 沒有ACK標記而僅有FIN標記的包不是合法的包，並且通常被認為是惡意的

連接復位Resetting a connection

    四次握手不是關閉TCP連接的唯一方法. 有時,如果主機需要盡快關閉連接(或連接超時,端口或主機不可達),RST (Reset )包將被發送. 注意在，由於RST包不是TCP連接中的必須部分, 可以只發送RST包(即不帶ACK標記). 但在正常的TCP連接中RST包可以帶ACK確認標記請注意

RST包是可以不要收到方確認的?

無效的TCP標記Invalid TCP Flags

    到目前為止，你已經看到了SYN, ACK, FIN, 和RST 標記. 另外，還有PSH (Push) 和URG (Urgent)標記.

    最常見的非法組合是SYN/FIN 包. 注意:由於SYN包是用來初始化連接的, 它不可能和FIN和RST標記一起出現. 這也是一個惡意攻擊.

    由於現在大多數防火牆已知SYN/FIN 包, 別的一些組合,例如SYN/FIN/PSH, SYN/FIN/RST, SYN/FIN/RST/PSH。很明顯，當網絡中出現這種包時，很你的網絡肯定受到攻擊了。

    別的已知的非法包有FIN (無ACK標記)和"NULL"包。如同早先討論的，由於ACK/FIN包的出現是為了關閉一個TCP連接，那麼正常的FIN包總是帶有ACK 標記。"NULL"包就是沒有任何TCP標記的包(URG,ACK,PSH,RST,SYN,FIN都為0)。

    到目前為止，正常的網絡活動下，TCP協議棧不可能產生帶有上面提到的任何一種標記組合的TCP包。當你發現這些不正常的包時，肯定有人對你的網絡不懷好意。

UDP (用戶數據包協議User Datagram Protocol)

TCP是面向連接的，而UDP是非連接的協議。UDP沒有對接受進行確認的標記和確認機制。對丟包的處理是在應用層來完成的。(or accidental arrival).

此處需要重點注意的事情是：在正常情況下，當UDP包到達一個關閉的端口時，會返回一個UDP復位包。由於UDP是非面向連接的, 因此沒有任何確認信息來確認包是否正確到達目的地。因此如果你的防火牆丟棄UDP包，它會開放所有的UDP端口(?)。

由於Internet上正常情況下一些包將被丟棄，甚至某些發往已關閉端口(非防火牆的)的UDP包將不會到達目的，它們將返回一個複位UDP包。

因為這個原因，UDP端口掃描總是不精確、不可靠的。

看起來大UDP包的碎片是常見的DOS (Denial of Service)攻擊的常見形式(這裡有個DOS攻擊的例子，http://grc.com/dos/grcdos.htm  ).

ICMP (網間控制消息協議Internet Control Message Protocol)

如同名字一樣， ICMP用來在主機/路由器之間傳遞控制信息的協議。ICMP包可以包含診斷信息(ping, traceroute - 注意目前unix系統中的traceroute用UDP包而不是ICMP)，錯誤信息(網絡/主機/端口不可達network/host/port unreachable), 信息(時間戳timestamp,地址掩碼address mask request, etc.)，或控制信息(source quench, redirect, etc.) 。

你可以在http://www.iana.org/assignments/icmp-parameters中找到ICMP包的類型。

儘管ICMP通常是無害的，還是有些類型的ICMP信息需要丟棄。

Redirect (5), Alternate Host Address (6), Router Advertisement (9) 能用來轉發通訊。

Echo (8), Timestamp (13) and Address Mask Request (17) 能用來分別判斷主機是否起來，本地時間和地址掩碼。注意它們是和返回的信息類別有關的。它們自己本身是不能被利用的，但它們洩露出的信息對攻擊者是有用的。

ICMP消息有時也被用來作為DOS攻擊的一部分(例如：洪水ping flood ping,死ping ?呵呵，有趣ping of death)?/p>

包碎片注意A Note About Packet Fragmentation

如果一個包的大小超過了TCP的最大段長度MSS (Maximum Segment Size) 或MTU (Maximum Transmission Unit)，能夠把此包發往目的的唯一方法是把此包分片。由於包分片是正常的，它可以被利用來做惡意的攻擊。

因為分片的包的第一個分片包含一個包頭，若沒有包分片的重組功能，包過濾器不可能檢測附加的包分片。典型的攻擊Typical attacks involve in overlapping the packet data in which packet header is 典型的攻擊Typical attacks involve in overlapping the packet data in which packet header isnormal until is it overwritten with different destination IP (or port) thereby bypassing firewall rules。包分片能作為DOS 攻擊的一部分，它可以crash older IP stacks 或漲死CPU連接能力。

Netfilter/Iptables中的連接跟踪代碼能自動做分片重組。它仍有弱點，可能受到飽和連接攻擊，可以把CPU資源耗光。

握手階段：

序號方向seq ack

1 A->B 10000 0

2 B->A 20000 10000+1=10001

3 A->B 10001 20000+1=20001

解釋：

1：A向B發起連接請求，以一個隨機數初始化A的seq,這裡假設為10000，此時ACK＝0 2：B收到A的連接請求後，也以一個隨機數初始化B的seq，

這裡假設為20000，意思是：你的請求我已收到，我這方的數據流就從這個數開始。B的ACK是A的seq加1，即10000＋1＝10001

3：A收到B的回復後，它的seq是它的上個請求的seq加1，即10000＋1＝10001，意思也是：你的回复我收到了，我這方的數據流就從這個數開始。A此時的ACK是B的seq加1，即20000+1=20001

數據傳輸階段：

序號方向seq ack size

23 A->B 40000 70000 1514

24 B->A 70000 40000+1514-54=41460 54

25 A->B 41460 70000+54-54=70000 1514

26 B->A 70000 41460+1514-54=42920 54

解釋：

23:B接收到A發來的seq=40000,ack=70000,size=1514的數據包

24:於是B向A也發一個數據包，告訴B，你的上個包我收到了。B的seq就以它收到的數據包的ACK填充，ACK是它收到的數據包的SEQ加上數據包的大小(不包括以太網協議頭，IP頭，TCP頭)，以證實B發過來的數據全收到了。

25:A 在收到B發過來的ack為41460的數據包時，一看到41460，正好是它的上個數據包的seq加上包的大小，就明白，上次發送的數據包已安全到達。於是它再發一個數據包給B。這個正在發送的數據包的seq也以它收到的數據包的ACK填充，ACK就以它收到的數據包的seq(70000)加上包的size(54)填充,即ack=70000+54 -54(全是頭長，沒數據項)。

其實在握手和結束時確認號應該是對方序列號加1,傳輸數據時則是對方序列號加上對方攜帶應用層數據的長度.如果從以太網包返回來計算所加的長度,就嫌走彎路了.

另外,如果對方沒有數據過來,則自己的確認號不變,序列號為上次的序列號加上本次應用層數據發送長度.

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在TCP層，有個FLAGS字段，這個字段有以下幾個標識：SYN, FIN, ACK, PSH, RST, URG.其中，對於我們日常的分析有用的就是前面的五個字段。

它們的含義是：

URG:Urget pointer is valid (緊急指針字段值有效)

SYN: 表示建立連接

FIN: 表示關閉連接

ACK: 表示響應

PSH: 表示有DATA數據傳輸

RST: 表示連接重置。

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