【精讲】网络攻防的艺术之TCP协议篇【黑马C++培训】

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#include <stdio.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/ip.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #define SER_ADDR 9999 int main(int argc, char *argv[]) { int sockfd, newsockfd; struct sockaddr_in my_addr, client_addr; char buffer[100]; /** * Step 1: 创建一个socket， 指定SOCK_STREAM代表TCP */ sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /** * Step 2: 绑定一个端口号 */ memset(&my_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in)); my_addr.sin_family = AF_INET; my_addr.sin_port = htons(SER_ADDR); bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr_in)); /** * Step 3: 监听连接 */ listen(sockfd, 5); fprintf(stdout, "Serve listenning....\n"); while(1){ /** * Step 4: Accept 一个连接请求 */ socklen_t client_len = sizeof(client_addr); newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_len); /** * Step 5: 从当前连接读取数据 */ memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); int len = read(newsockfd, buffer, 100); printf("Received %d bytes: %s", len, buffer); /** * Step 6: 关闭当前链接*/ close(newsockfd); } /** * Step 7: 关闭套接字 */ close(sockfd); return 0; }

TCP 部分一般称之为Segment， 数据段， （补充： 在应用层--消息、传输层--数据段Segment、网络层--包/分组 packet、 链路层--帧frame、 物理层bits）,对于TCP header的格式如上图所述， 详细解读如下：

l 源端口号和目的端口号， 各占16bits

l 32位序号 （seq）

l 32位应答序号（ack）

l TCP header长度： 4位， 以4字节度量， 故Header最长为64字节

l 保留： 6位

l 标志位： 6位， 包括 SYN、FIN、ACK、RST、PSH、URG

l 滑动窗口： 16位， 可用于流量控制

l 校验： 16位

l 紧急指针：16位， 当URG标志置位时， 此指针有效，用于带外数据

l 选项：0～320bits， 以32bits为单位，TCP可以通过options携带一些补充数据

我们讲，TCP是面向连接的服务， 因此就存在建立连接， 断开连接等操作。后续我们选取针对连接建立过程和连接断开过程进行攻击方面的展示。

我们说TCP提供面向连接的服务， 因此数据发送前需要先通过三次握手建立连接：

1.第一次握手： 首先客户端C（？）主动发起连接，发送SYN（连接请求标志）， 以及序号SEQ=x（序号x随机生成）到服务器端S。

2.第二次握手： 服务器端S接受到SYN后， 向客户端C也发送SYN及ACK， 且ack=x+1, 以及序号Seq=y（序号y随机生成）。

3.第三次握手： 客户端接到SYN及ACK后， 核查ack是否为x+1, 若正确， 则客户端C发送ACK 且ack=y+1，至服务器端S。

4.服务器端S接收到ACK，核查ack是否为y+1. 若正确，则连接正常建立。

三方握手建立连接的过程详细见下图

在探讨SYN攻击之前，我们先看看linux内核对SYN是怎么处理的： 1. Server接收到SYN连接请求。 内部维护一个队列（我们暂称之半连接队列，半连接并不准确）， 发送ack及syn给Client端，等待Client端的ack应答，接收到则完成三次握手建立连接。 如果接收不到ack应答，则根据延时重传规则继续发送ack及syn给客户段。

利用上述特点。我们构造网络包，源地址随机构建，意味着当Server接到SYN包时，应答ack和syn时不会得到回应。在这种情况下， Server端，内核就会维持一个很大的队列来管理这些半连接。 当半连接足够多的时候，就会导致新来的正常连接请求得不到响应。 也就是所谓的DOS攻击。

详细见下图所示：

l tcp_max_syn_backlog： 半连接队列长度

l tcp_synack_retries: syn+ack 的重传次数

l tcp_syncookies : syn dookie

一般的防御措施就是就是减小SYN+ACK重传次数，增加半连接队列长度，启用syn cookie。不过在高强度攻击面前，调优 tcp_syn_retries 和 tcp_max_syn_backlog 并不能解决根本问题，更有效的防御手段是激活 tcp_syncookies，在连接真正创建起来之前，它并不会立刻给请求分配数据区存储连接状态，而是通过构建一个带签名的序号来屏蔽伪造请求。

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