上一篇文章介绍了TCP状态机，并且通过实验了解了TCP客户端正常的状态变迁过程。
那么，本篇文章就一起看看TCP服务端的正常状态变迁过程。
服务端状态变迁
根据上一篇文章中的TCP状态变迁图，可以得到服务器的正常状态变迁流程如下：
CLOSED -> LISTEN -> SYN_RECV -> ESTABLISHED -> CLOSE_WAIT -> LAST_ACK -> CLOSED
服务端状态变迁实验
下面就结合上面分析出来的服务端状态变迁表，利用Pcap.Net来模拟服务端正常的状态变迁过程。
代码实现
跟前面几次正好相反，这次我们将在宿主机运行Pcap.Net实现的服务端，然后在虚拟机运行一个客户端。
对于服务端，主程序中设置了源和目的端的连接信息，这次宿主机中的服务端将监听“3333”端口。
然后，程序中设置了服务端TCP初始状态为"LISTENING"，然后就直接运行监听函数了。
// Open the output device
using (PacketCommunicator communicator = selectedDevice.Open(System.Int32.MaxValue, // name of the device
PacketDeviceOpenAttributes.Promiscuous, // promiscuous mode
1)) // read timeout
{
EndPointInfo endPointInfo = new EndPointInfo();
endPointInfo.SourceMac = "08:00:27:00:C0:D5";
endPointInfo.DestinationMac = "";
endPointInfo.SourceIp = "192.168.56.101";
endPointInfo.DestinationIp = "";
endPointInfo.SourcePort = 3333;
endPointInfo.DestinationPort = 0;
using (BerkeleyPacketFilter filter = communicator.CreateFilter("tcp port " + endPointInfo.SourcePort))
{
// Set the filter
communicator.SetFilter(filter);
}
tcpStatus = TCPStatus.LISTENING;
PacketHandler(communicator, endPointInf)
}
这次的监听函数"PacketHandler"中的逻辑，跟上一次客户端的例子还是有很大差别的。
首先是期待接收和实际发送的TCP包类型有很大的差别，其次就是状态之间的变迁是完全不同的。但是，代码的逻辑依然是根据上面的服务端状态变迁表。
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:
if (tcpStatus == TCPStatus.LISTENING)
{
endPointInfo.DestinationMac = packet.Ethernet.Source.ToString();
endPointInfo.DestinationIp = packet.Ethernet.IpV4.Source.ToString();
endPointInfo.DestinationPort = packet.Ethernet.IpV4.Tcp.SourcePort;
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
Packet synAck = Utils.BuildTcpResponsePacket(packet, TcpControlBits.Synchronize | TcpControlBits.Acknowledgment);
communicator.SendPacket(synAck);
tcpStatus = TCPStatus.SYN_RECEIVED;
}break;
case TcpControlBits.Acknowledgment:
if (tcpStatus == TCPStatus.SYN_RECEIVED)
{
tcpStatus = TCPStatus.ESTABLISHED;
Utils.PacketInfoPrinter(packet, tcpStatus);
}
else if (tcpStatus == TCPStatus.LAST_ACK)
{
tcpStatus = TCPStatus.CLOSED;
Utils.PacketInfoPrinter(packet, tcpStatus);
tcpStatus = TCPStatus.LISTENING;
}
else if (tcpStatus == TCPStatus.FIN_WAIT_1)
{
tcpStatus = TCPStatus.FIN_WAIT_2;
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
}
break;
case (TcpControlBits.Fin | TcpControlBits.Acknowledgment):
if (tcpStatus == TCPStatus.FIN_WAIT_2)
{
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
Packet ack = Utils.BuildTcpResponsePacket(packet, TcpControlBits.Acknowledgment);
communicator.SendPacket(ack);
tcpStatus = TCPStatus.TIME_WAIT;
}
else if (tcpStatus == TCPStatus.ESTABLISHED){
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
Packet ack = Utils.BuildTcpResponsePacket(packet, TcpControlBits.Acknowledgment);
communicator.SendPacket(ack);
tcpStatus = TCPStatus.CLOSE_WAIT;
}
break;
default:
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
break;
}
}
else
{
switch (packet.Ethernet.IpV4.Tcp.ControlBits)
{
case (TcpControlBits.Synchronize | TcpControlBits.Acknowledgment):
if (tcpStatus == TCPStatus.SYN_RECEIVED)
{
Utils.PacketInfoPrinter(packet, tcpStatus);
}
#p#
break;
case (TcpControlBits.Fin | TcpControlBits.Acknowledgment):
if (tcpStatus == TCPStatus.FIN_WAIT_1)
{
Utils.PacketInfoPrinter(packet, tcpStatus);
}
else if (tcpStatus == TCPStatus.LAST_ACK)
{
Utils.PacketInfoPrinter(packet, tcpStatus);
}
break;
case TcpControlBits.Acknowledgment:
if (tcpStatus == TCPStatus.TIME_WAIT)
{
Utils.PacketInfoPrinter(packet, tcpStatus);
}else if (tcpStatus == TCPStatus.CLOSE_WAIT)
{
Utils.PacketInfoPrinter(packet, tcpStatus);
Packet fin = Utils.BuildTcpPacket(endPointInfo, TcpControlBits.Fin | TcpControlBits.Acknowledgment);
communicator.SendPacket(fin);
tcpStatus = TCPStatus.LAST_ACK;
}break;
default:
Utils.PacketInfoPrinter(packet);
break;
}
}
break;
default:
throw new InvalidOperationException("The result " + result + " should never be reached here");
}
} while (running);
}
对于客户端，通过Python实现了一个简单的Socket程序来模拟客户端行为：
from socket import * import time HOST = "192.168.56.101" PORT = 3333 BUFSIZ = 1024 ADDR = (HOST, PORT) client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) client.connect(ADDR) time.sleep(5) client.close()
运行效果
这次，宿主机上运行的是服务端，虚拟机运行的是客户端，打开Wireshark监听"VirtualBox Host-Only Network"网卡，并设置filter为"port 3333"。
运行服务端程序，服务端将处于监听状态。这是在虚拟机中运行"client.py"。这时，通过服务端console可以看到客户端和服务端之间的包，以及服务端的状态变迁。
Wireshark依然显示的是TCP连接建立和终止的过程。
netstat命令
netstat是控制台命令，是一个监控TCP/IP网络的非常有用的工具，它可以显示路由表、实际的网络连接以及每一个网络接口设备的状态信息。netstat用于显示与IP、TCP、UDP和ICMP协议相关的统计数据，一般用于检验本机各端口的网络连接情况。
实验中的宿主机系统是Win7，下面看看通过 netatat /? 获得的帮助信息：
netstat命令失效?
虽然说上面的程序可以打印出服务端的状态变迁过程，但是这次让我们通过netstat命令查看一下。
为了方便查看，将"client.py"中的"time.sleep(5)"改为"time.sleep(300)"，使客户端跟服务器之间的连接保持300秒。客户端的端口号为"1090"。
这时，分别在服务端和客户端cmd窗口中执行 netstat -anp TCP | findstr "192.168.56" 命令，查看包含"192.168.56"字符串的TCP连接：
服务端：
客户端：
为什么服务端看不到TCP连接?就像我们***篇介绍的那样，Pcap.Net是不经过操作系统协议栈的，所以这也就解释了为什么"netstat"命令发现不了服务端的TCP连接。
等300秒结束后，客户端会发送终止连接请求。当连接终止后，可以看大客户端的TCP连接状态变成了"TIME_WAIT"。
客户端：
总结
本文中根据TCP状态变迁图，得到了服务端的状态变迁表。
然后使用Pcap.Net，基于服务端的状态变迁表，构建了一个简单的服务端，展示了服务端状态变迁的过程。
文中还简单的介绍了"netstat"命令，通过这个命令可以查看TCP连接的状态，结合这个命令，可以更好的了解TCP状态。
