TCP/IP 経由の 3 方向ハンドシェイクの説明
この記事では、TCP 接続を開始または終了するときのクライアントとサーバー間の伝送制御プロトコル (TCP) の 3 方向ハンドシェイク プロセスについて説明します。
元の KB 番号: 172983
まとめ
この記事は、伝送制御プロトコル/インターネット プロトコル (TCP/IP) に精通している対象ユーザーを対象としています。 TCP 接続の開始時または終了時のクライアントとサーバー間の TCP 3 方向ハンドシェイクのプロセスについて説明します。
詳細
TCP/IP トランスポート プロトコルの TCP レベルは、接続指向です。 接続指向とは、データを送信する前に、信頼できる接続を取得して確認する必要があることを意味します。 TCP レベルのデータ転送、接続の確立、接続終了は、プロセス全体を制御する特定の制御パラメーターを維持します。 制御ビットを次に示します。
URG: 緊急ポインター フィールドの有効
ACK: 受信確認フィールドが有効
PSH: プッシュ関数
RST: 接続をリセットする
SYN: シーケンス番号を同期する
FIN: 送信者からのデータはこれ以上ありません
3 方向ハンドシェイクが行われるシナリオは 2 つあります。
接続の確立 (アクティブなオープン)
接続の終了 (アクティブなクローズ)
次のサンプル情報は、ネットワーク モニター キャプチャから取得されました。 ネットワーク モニターは、Microsoft Systems Management Server から取得できるプロトコル アナライザーです。
接続の確立
次のシーケンスは、確立されている TCP 接続のプロセスを示しています。
フレーム 1:
最初のフレームでわかるように、クライアント NTW3 は SYN セグメント (TCP ....S.) を送信します。 これは、シーケンス番号を同期するためのサーバーへの要求です。 初期シーケンス番号 (ISN) を指定します。 ISN は 1 ずつインクリメントされ (8221821+1=8221822)、サーバーに送信されます。 接続を開始するには、クライアントとサーバーが互いのシーケンス番号を同期する必要があります。 最大セグメント サイズ (MSS) を設定するオプションもあります。これは長さ (len: 4) で定義されます。 このオプションは、送信者が受信する MSS を通信します。 受信確認フィールド (ack: 0) は、3 方向ハンドシェイクの最初の部分であるため、0 に設定されます。
1 2.0785 NTW3 --> BDC3 TCP ....S., len: 4, seq: 8221822-8221825, ack: 0,
win: 8192, src: 1037 dst: 139 (NBT Session) NTW3 --> BDC3 IP
TCP: ....S., len: 4, seq: 8221822-8221825, ack: 0, win: 8192, src: 1037
dst: 139 (NBT Session)
TCP: Source Port = 0x040D
TCP: Destination Port = NETBIOS Session Service
TCP: Sequence Number = 8221822 (0x7D747E)
TCP: Acknowledgement Number = 0 (0x0)
TCP: Data Offset = 24 (0x18)
TCP: Reserved = 0 (0x0000)
TCP: Flags = 0x02 : ....S.
TCP: ..0..... = No urgent data
TCP: ...0.... = Acknowledgement field not significant
TCP: ....0... = No Push function
TCP: .....0.. = No Reset
TCP: ......1. = Synchronize sequence numbers
TCP: .......0 = No Fin
TCP: Window = 8192 (0x2000)
TCP: Checksum = 0xF213
TCP: Urgent Pointer = 0 (0x0)
TCP: Options
TCP: Option Kind (Maximum Segment Size) = 2 (0x2)
TCP: Option Length = 4 (0x4)
TCP: Option Value = 1460 (0x5B4)
TCP: Frame Padding
00000: 02 60 8C 9E 18 8B 02 60 8C 3B 85 C1 08 00 45 00 .`.....`.;....E.
00010: 00 2C 0D 01 40 00 80 06 E1 4B 83 6B 02 D6 83 6B .,..@....K.k...k
00020: 02 D3 04 0D 00 8B 00 7D 74 7E 00 00 00 00 60 02 .......}t~....`.
00030: 20 00 F2 13 00 00 02 04 05 B4 20 20 .........
フレーム 2:
2 番目のフレームでわかるように、サーバー BDC3 は ACK セグメントと SYN セグメント (TCP .A..S.) を送信します。 このセグメントでは、サーバーはクライアントの同期要求を確認しています。 一方、サーバーはシーケンス番号の同期要求もクライアントに送信しています。 このセグメントには大きな違いが 1 つあります。 サーバーは、受信確認番号 (8221823) をクライアントに送信します。 受信確認は、ACK がクライアントが開始した SYN に固有であることをクライアントに証明するだけです。 クライアントの要求を確認するプロセスにより、サーバーはクライアントのシーケンス番号を 1 ずつインクリメントし、それを受信確認番号として使用できます。
2 2.0786 BDC3 --> NTW3 TCP .A..S., len: 4, seq: 1109645-1109648, ack:
8221823, win: 8760, src: 139 (NBT Session) dst: 1037 BDC3 --> NTW3 IP
TCP: .A..S., len: 4, seq: 1109645-1109648, ack: 8221823, win: 8760,
src: 139 (NBT Session) dst: 1037
TCP: Source Port = NETBIOS Session Service
TCP: Destination Port = 0x040D
TCP: Sequence Number = 1109645 (0x10EE8D)
TCP: Acknowledgement Number = 8221823 (0x7D747F)
TCP: Data Offset = 24 (0x18)
TCP: Reserved = 0 (0x0000)
TCP: Flags = 0x12 : .A..S.
TCP: ..0..... = No urgent data
TCP: ...1.... = Acknowledgement field significant
TCP: ....0... = No Push function
TCP: .....0.. = No Reset
TCP: ......1. = Synchronize sequence numbers
TCP: .......0 = No Fin
TCP: Window = 8760 (0x2238)
TCP: Checksum = 0x012D
TCP: Urgent Pointer = 0 (0x0)
TCP: Options
TCP: Option Kind (Maximum Segment Size) = 2 (0x2)
TCP: Option Length = 4 (0x4)
TCP: Option Value = 1460 (0x5B4)
TCP: Frame Padding
00000: 02 60 8C 3B 85 C1 02 60 8C 9E 18 8B 08 00 45 00 .`.;...`......E.
00010: 00 2C 5B 00 40 00 80 06 93 4C 83 6B 02 D3 83 6B .,[.@....L.k...k
00020: 02 D6 00 8B 04 0D 00 10 EE 8D 00 7D 74 7F 60 12 ...........}t`.
00030: 22 38 01 2D 00 00 02 04 05 B4 20 20 "8.-......
フレーム 3:
3 番目のフレームでわかるように、クライアントは ACK セグメント (TCP .A....) を送信します。 このセグメントでは、クライアントは同期のためにサーバーからの要求を確認しています。 クライアントは、受信確認番号を提供する際にサーバーが実装したのと同じアルゴリズムを使用します。 クライアントがサーバーの同期要求を受信確認すると、信頼性の高い接続と 3 方向ハンドシェイクを確立するプロセスが完了します。
3 2.787 NTW3 --> BDC3 TCP .A...., len: 0, seq: 8221823-8221823, ack:
1109646, win: 8760, src: 1037 dst: 139 (NBT Session) NTW3 --> BDC3 IP
TCP: .A...., len: 0, seq: 8221823-8221823, ack: 1109646, win: 8760,
src: 1037 dst: 139 (NBT Session)
TCP: Source Port = 0x040D
TCP: Destination Port = NETBIOS Session Service
TCP: Sequence Number = 8221823 (0x7D747F)
TCP: Acknowledgement Number = 1109646 (0x10EE8E)
TCP: Data Offset = 20 (0x14)
TCP: Reserved = 0 (0x0000)
TCP: Flags = 0x10 : .A....
TCP: ..0..... = No urgent data
TCP: ...1.... = Acknowledgement field significant
TCP: ....0... = No Push function
TCP: .....0.. = No Reset
TCP: ......0. = No Synchronize
TCP: .......0 = No Fin
TCP: Window = 8760 (0x2238)
TCP: Checksum = 0x18EA
TCP: Urgent Pointer = 0 (0x0)
TCP: Frame Padding
00000: 02 60 8C 9E 18 8B 02 60 8C 3B 85 C1 08 00 45 00 .`.....`.;....E.
00010: 00 28 0E 01 40 00 80 06 E0 4F 83 6B 02 D6 83 6B .(..@....O.k...k
00020: 02 D3 04 0D 00 8B 00 7D 74 7F 00 10 EE 8E 50 10 .......}t....P.
00030: 22 38 18 EA 00 00 20 20 20 20 20 20 "8....
接続の終了
3 方向ハンドシェイクでは、ネットワーク メディア経由で 3 つのパケットのみを送信する必要がありますが、この信頼性の高い接続を終了するには、4 つのパケットを送信する必要があります。 TCP 接続は全二重であるため (データは互いに独立して各方向に流れる可能性があります)、各方向を個別に終了する必要があります。
フレーム 4:
フレームのこのセッションでは、ACK (TCP .A...F) を伴う FIN を送信しているクライアントが表示されます。 このセグメントには、2 つの基本的な機能があります。 最初に、FIN パラメーターが設定されると、送信するデータがもうないことをサーバーに通知します。 次に、ACK は、確立した特定の接続を識別するために不可欠です。
4 16.0279 NTW3 --> BDC3 TCP .A...F, len: 0, seq: 8221823-8221823,
ack:3462835714, win: 8760, src: 2337 dst: 139 (NBT Session) NTW3 --> BDC3
IP
TCP: .A...F, len: 0, seq: 8221823-8221823, ack: 1109646, win: 8760, src:
1037 dst: 139 (NBT Session)
TCP: Source Port = 0x040D
TCP: Destination Port = NETBIOS Session Service
TCP: Sequence Number = 8221823 (0x7D747F)
TCP: Acknowledgement Number = 1109646 (0x10EE8E)
TCP: Data Offset = 20 (0x14)
TCP: Reserved = 0 (0x0000)
TCP: Flags = 0x11 : .A...F
TCP: ..0..... = No urgent data
TCP: ...1.... = Acknowledgement field significant
TCP: ....0... = No Push function
TCP: .....0.. = No Reset
TCP: ......0. = No Synchronize
TCP: .......1 = No more data from sender
TCP: Window = 8760 (0x2238)
TCP: Checksum = 0x236C
TCP: Urgent Pointer = 0 (0x0)
00000: 00 20 AF 47 93 58 00 A0 C9 22 F5 39 08 00 45 00 . .G.X...".9..E.
00010: 00 28 9B F5 40 00 80 06 21 4A C0 5E DE 7B C0 5E .(..@...!J.^.{.^
00020: DE 57 09 21 05 48 0B 20 96 AC CE 66 AE 02 50 11 .W.!.H. ...f..P.
00030: 22 38 23 6C 00 00 "8#l..
フレーム 5:
このフレームでは、クライアントから送信された FIN をサーバーが確認する以外に特別な情報は表示されません。
5 16.0281 BDC3 --> NTW3 TCP .A...., len: 0, seq: 1109646-1109646,
ack: 8221824, win:28672, src: 139 dst: 2337 (NBT Session) BDC3 --> NTW3
IP
TCP: .A...., len: 0, seq: 1109646-1109646, ack: 8221824, win:28672, src:
139 dst: 2337 (NBT Session)
TCP: Source Port = 0x040D
TCP: Destination Port = NETBIOS Session Service
TCP: Sequence Number = 1109646 (0x10EE8E)
TCP: Acknowledgement Number = 8221824 (0x7D7480)
TCP: Data Offset = 20 (0x14)
TCP: Reserved = 0 (0x0000)
TCP: Flags = 0x10 : .A....
TCP: ..0..... = No urgent data
TCP: ...1.... = Acknowledgement field significant
TCP: ....0... = No Push function
TCP: .....0.. = No Reset
TCP: ......0. = No Synchronize
TCP: .......0 = No Fin
TCP: Window = 28672 (0x7000)
TCP: Checksum = 0xD5A3
TCP: Urgent Pointer = 0 (0x0)
TCP: Frame Padding
00000: 00 A0 C9 22 F5 39 08 00 02 03 BA 84 08 00 45 00 ...".9........E.
00010: 00 28 D2 82 00 00 3F 06 6B BD C0 5E DE 57 C0 5E .(....?.k..^.W.^
00020: DE 7B 05 48 09 21 CE 66 AE 02 0B 20 96 AD 50 10 .{.H.!.f... ..P.
00030: 70 00 D5 A3 00 00 90 00 01 00 86 00 p...........
フレーム 6:
クライアント コンピューターから FIN を受信すると、サーバーは ACK になります。 TCP が 2 台のコンピューター間の接続を確立している場合でも、接続は互いに独立しています。 そのため、サーバーは FIN (TCP .A...F) もクライアントに送信する必要があります。
6 17.0085 BDC3 --> NTW3 TCP .A...F, len: 0, seq: 1109646-1109646, ack:
8221824, win:28672, src: 139 dst: 2337 (NBT Session) BDC3 --> NTW3 IP
TCP: .A...F, len: 0, seq: 1109646-1109646, ack: 8221824, win:28672, src:
139 dst: 2337 (NBT Session)
TCP: Source Port = 0x0548
TCP: Destination Port = 0x0921
TCP: Sequence Number = 1109646 (0x10EE8E)
TCP: Acknowledgement Number = 8221824 (0x7D7480)
TCP: Data Offset = 20 (0x14)
TCP: Reserved = 0 (0x0000)
TCP: Flags = 0x11 : .A...F
TCP: ..0..... = No urgent data
TCP: ...1.... = Acknowledgement field significant
TCP: ....0... = No Push function
TCP: .....0.. = No Reset
TCP: ......0. = No Synchronize
TCP: .......1 = No more data from sender
TCP: Window = 28672 (0x7000)
TCP: Checksum = 0xD5A2
TCP: Urgent Pointer = 0 (0x0)
TCP: Frame Padding
00000: 00 A0 C9 22 F5 39 08 00 02 03 BA 84 08 00 45 00 ...".9........E.
00010: 00 28 D2 94 00 00 3F 06 6B AB C0 5E DE 57 C0 5E .(....?.k..^.W.^
00020: DE 7B 05 48 09 21 CE 66 AE 02 0B 20 96 AD 50 11 .{.H.!.f... ..P.
00030: 70 00 D5 A2 00 00 02 04 05 B4 86 00 p...........
フレーム 7:
クライアントは、サーバーの FIN を ACK し、シーケンス番号を 1 ずつインクリメントすることで、サーバーと同じ形式で応答します。
7 17.0085 NTW3 --> BDC3 TCP .A...., len: 0, seq: 8221824-8221824, ack:
1109647, win: 8760, src: 2337 dst: 139 (NBT Session) NTW3 --> BDC3 IP
TCP: .A...., len: 0, seq: 8221824-8221824, ack: 1109647, win: 8760, src:
2337 dst: 139 (NBT Session)
TCP: Source Port = 0x0921
TCP: Destination Port = 0x0548
TCP: Sequence Number = 8221824 (0x7D7480)
TCP: Acknowledgement Number = 1109647 (0x10EE8F)
TCP: Data Offset = 20 (0x14)
TCP: Reserved = 0 (0x0000)
TCP: Flags = 0x10 : .A....
TCP: ..0..... = No urgent data
TCP: ...1.... = Acknowledgement field significant
TCP: ....0... = No Push function
TCP: .....0.. = No Reset
TCP: ......0. = No Synchronize
TCP: .......0 = No Fin
TCP: Window = 8760 (0x2238)
TCP: Checksum = 0x236B
TCP: Urgent Pointer = 0 (0x0)
00000: 00 20 AF 47 93 58 00 A0 C9 22 F5 39 08 00 45 00 . .G.X...".9..E.
00010: 00 28 BA F5 40 00 80 06 02 4A C0 5E DE 7B C0 5E .(..@....J.^.{.^
00020: DE 57 09 21 05 48 0B 20 96 AD CE 66 AE 03 50 10 .W.!.H. ...f..P.
00030: 22 38 23 6B 00 00 "8#k..
サーバーから FIN 通知を ACK するクライアントは、TCP 接続のグレースフル クローズを識別します。
関連情報
RFC 793 を取得します。
RFC は、次のようにインターネット経由で取得できます。
すべての RFC の用紙コピーは、NIC から個別に、またはサブスクリプション単位で入手できます (詳細については、 NIC@NIC.DDN.MILにお問い合わせください)。 オンライン コピーは、ftp または Kermit を介して rfc/rfc####.txt または rfc/rfc####.PS として NIC.DDN.MIL から入手できます (#### は先頭にゼロがない RFC 番号です)。