动手学习TCP系列之TCP连接建立与终止(1)(2)

连接终止注意点

在建立TCP连接的过程中，有以下两点需要注意一下：

[FIN]标志的数据包会使用消耗一个序号，所以对端的确认号(ack)是当前序号(seq)加一

与建立连接时的三次 握手不同，终止连接需要四次挥手

因为TCP连接是全双工的，每个方向都必须单独进行关闭。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，但是TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据

TCP连接实验

好了，了解了TCP连接建立和终止的基本知识后，就可以通过Pcap.Net来进行TCP连接建立和终止的实验了。

建立连接代码的基本流程如下：

client程序使用一个初始的seq序号(100)，然后生成并发送一个带[SYN]标志的TCP包

client将期待来自服务端的[SYN, ACK]包

当收到[SYN, ACK]包之后，client需要生成并发送一个[ACK]包进行确认，这个[ACK]包的ack号是[SYN, ACK]包seq号加一

终止连接代码的基本流程如下：

client程序delay 10秒钟，然后发送[FIN, ACK]包关闭client到server的通路，继续使用全局的seq号

client将期待来自服务端的[ACK]包，以及[FIN, ACK]包

最后client发送[ACK]包，seq号需要加一，因为[FIN]标志的包将消耗一个序号，TCP连接终止完成

主程序如下，发送TCP连接建立和终止请求，每个请求发送后都用PacketHandler处理收到的包：

communicator.SendPacket(Utils.BuildTcpPacket(endPointInfo, TcpControlBits.Synchronize, null));
PacketHandler(communicator, endPointInfo);
// delay 10 secs, then client to send Fin
Thread.Sleep(10000);
communicator.SendPacket(Utils.BuildTcpPacket(endPointInfo, TcpControlBits.Fin | TcpControlBits.Acknowledgment));
PacketHandler(communicator, endPointInfo);

程序的主要逻辑在PacketHandler中，这个函数根据收到的不同TCP包的类型完成不同的逻辑，产生并发送不同类型的包。

例如，当PacketHandler接收到来自服务端的[SYN, ACK]包后，处理函数就会生成并发送一个[ACK]确认包。也就是说，PacketHandler的逻辑就是实现了TCP连接建立和终止的逻辑。

private static void PacketHandler(PacketCommunicator communicator, EndPointInfo endPointInfo)
{
Packet packet = null;
bool running = true;
do
{
PacketCommunicatorReceiveResult result = communicator.ReceivePacket(out packet);
switch (result)
{
case PacketCommunicatorReceiveResult.Timeout:
// Timeout elapsed
continue;
case PacketCommunicatorReceiveResult.Ok:
bool isRecvedPacket = (packet.Ethernet.IpV4.Destination.ToString() == endPointInfo.SourceIp) ? true : false;
if (isRecvedPacket)
{
switch (packet.Ethernet.IpV4.Tcp.ControlBits)
{
case (TcpControlBits.Synchronize | TcpControlBits.Acknowledgment):
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
Packet ack4SynAck = Utils.BuildTcpResponsePacket(packet, TcpControlBits.Acknowledgment);
communicator.SendPacket(ack4SynAck);
break;
case (TcpControlBits.Fin | TcpControlBits.Acknowledgment):
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
Packet ack4FinAck = Utils.BuildTcpResponsePacket(packet, TcpControlBits.Acknowledgment);
communicator.SendPacket(ack4FinAck);
break;
case TcpControlBits.Acknowledgment:
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
break;
default:
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
break;
}
}
else
{
switch (packet.Ethernet.IpV4.Tcp.ControlBits)
{
case (TcpControlBits.Fin | TcpControlBits.Acknowledgment):
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
break;
case TcpControlBits.Synchronize:
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
break;
case TcpControlBits.Acknowledgment:
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
running = false;
break;
default:
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
break;
}
}
break;
default:
throw new InvalidOperationException("The result " + result + " should never be reached here");
}
} while (running);
}

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