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网原第三次小实验

郭高旭 2021010803 ggx21@mails.tsinghua.edu.cn

抓包实验 1：

1.UDP 数据包在 IP 层的类型编号是17

image-20230522233420722

2.UDP 数据包头字段依次是

image-20230522233509382

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 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
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|          Source Port          |       Destination Port        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|            Length             |           Checksum            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                             Data                              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

源端口号(16bit)，目的端口号(16bit)， UDP 包总长(16bit)，校验和(16bit)

抓包实验2：

1.TCP 数据包在 IP 层的类型编号是 6

image-20230522234307449

2. TCP 数据包头字段依次是？

image-20230522234759931

源端口号(16bit)，目的端口号(16bit)，报文序列号(32bit)，报文确认序列号(32bit)，包头长度(4bit)，保留位和标记位(12bit)，窗口大小(16bit)，校验和(16bit)，紧急指针(16bit)，选项

以下是一个使用RFC标准格式的TCP头的示例代码块：

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 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    |
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在上述代码块中，我们可以看到TCP头的结构，具体字段如下：

  • Source Port：16位字段，表示源端口号，标识发送方的应用程序或进程。

  • Destination Port：16位字段，表示目标端口号，标识接收方的应用程序或进程。

  • Sequence Number：32位字段，用于对TCP数据流中的字节进行编号，用于排序和重组数据。

  • Acknowledgment Number：32位字段，表示期望接收方接收到的下一个字节的编号。用于确认已经成功接收到的数据。

  • Data Offset：4位字段，表示TCP头的长度，以32位字（4字节）为单位。

  • Reserved：6位字段，保留位，未使用，必须为0。

  • Control Flags：6位字段，包括URG（紧急数据标志）、ACK（确认标志）、PSH（推送标志）、RST（重置标志）、SYN（同步标志）和FIN（结束标志）。

  • Window：16位字段，表示接收窗口大小，用于流量控制。

  • Checksum：16位字段，用于校验TCP头和数据的完整性。校验和的计算涉及TCP头、TCP数据以及伪首部的部分。

  • Urgent Pointer：16位字段，指示紧急数据的位置，仅在URG标志被设置时有效。

  • Options：可变长度字段，用于携带可选的TCP选项，如最大段大小（MSS）、窗口扩大因子等。

  • Padding：可变长度字段，用于填充，以保证TCP头长度是32位字的倍数。

3.TCP 三次握手过程使用三个数据包

image-20230522235654303

第一次(A->B,SYN,SEQ=X,ACK=0) 此处X=0

image-20230522235805183

第二次 (B->A,SYN||ACK,SEQ=Y,ACK=X+1) 这里Y=0，X=0

image-20230522235908626

第三次(A->B,ACK,SEQ=X+1,ACK=Y+1) 这里Y=0，X=0

image-20230523000024878

协商options：Maximum segement size等等

4.序列号增长和包长关系是什么？

image-20230523000445206

由图可知，next sequence number = sequence number + TCP segment len\TCP 序列号的增长差值与前一个包的 TCP 段长度(TCP 数据字段)相等；

image-20230523000720575

观察这组数据与对应确认包，数据包对应确认包中，确认序列号与(原包序列号+段长)相等

简答

1.TCP 选项还支持什么特殊的功能？

  1. 窗口扩大（Window Scale）：允许发送方和接收方扩大TCP窗口的大小，以适应更高的带宽延迟乘积（BDP）和更大的网络拥塞窗口。

  2. 时间戳（Timestamps）：用于测量和估计网络往返时间（RTT），从而改善拥塞控制算法的性能和精度。

  3. 选择确认（Selective Acknowledgment，SACK）：允许接收方向发送方报告丢失和乱序的数据段的具体位置，以便发送方只重传丢失的数据段，而不是整个窗口的数据。

  4. 最大报文段长度（Maximum Segment Size，MSS）：用于协商TCP报文段的最大有效载荷大小，以便在网络中避免分片和重组。

  5. 无延迟确认（No Delayed Acknowledgment）：用于在接收方立即发送确认，而不等待延迟确认定时器的到期。

  6. 紧急数据指针（Urgent Pointer）：用于指示TCP报文段中的紧急数据的起始位置，以便在应用层处理紧急数据。

什么此反射 DoS 攻击大多使用基于 UDP 的公共 服务，而不是基于 TCP 呢

  • **UDP 协议是无连接的，不需要握手过程，也不验证源 IP 地址，因此更容易进行 IP 欺骗。**TCP 协议则需要三次握手才能建立连接，如果源 IP 地址被伪造，攻击者无法收到目标服务器的 SYN-ACK 包，也就无法完成连接。

  • **UDP 协议有一些服务可以产生放大效应，即请求包的大小远小于响应包的大小，从而增加攻击的效力。**例如，NTP、DNS、SSDP、Memcached 等服务都可以被用作放大器，将请求包的大小放大数十倍甚至数百倍。TCP 协议则没有这样的放大效应，因为它有拥塞控制和流量控制机制，会根据网络状况和接收方能力调整发送速率和窗口大小。

  • **UDP 协议有更多的公共服务可以被利用，而且这些服务往往没有安全配置或认证机制。**互联网上存在大量的开放的 UDP 服务，如 NTP、DNS、SSDP、Memcached 等，这些服务通常会响应所有 IP 的请求，而不进行任何过滤或限制。TCP 协议则有较少的公共服务可以被利用，而且这些服务往往有更好的安全配置或认证机制，如 HTTP、SMTP、FTP 等。



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