哈哈！TCP泄露了作業系統資訊···-有解無憂

?大家好，我是軒轅，

前幾天，我在讀者群里提了一個問題：

這一下，大家總算停止了灌水（這群人都不用上班的，天天劃水摸魚），開始討論起這個問題來，

有的說通過User-Agent可以看，我直接給了一個狗頭，

然后發現不對勁，改口說可以通過HTTP回應的Server欄位看，比如看到像這種的，那肯定Windows無疑了，

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Last-Modified: Fri, 23 Aug 2019 01:02:08 GMT
Accept-Ranges: bytes
ETag: "e65855634e59d51:0"
Server: Microsoft-IIS/8.0
X-Powered-By: ASP.NET
Date: Fri, 23 Jul 2021 06:02:38 GMT
Content-Length: 1375

還有的說可以通過URL路徑來判斷，如果大小寫敏感就是Linux，不敏感就是Windows，

于是我進一步提高了難度，如果連Web服務也沒有，只有一個TCP Server呢？

這時又有人說：可以通過ping這個IP，查看ICMP報文中的TTL值，如果是xxx就是xx系統，如果是yyy就是yy系統···（不過有些情況下也不是太準確）

從TCP重傳說起

今天想跟大家探討的是另外一種方法，這個方法的思路來源于前幾天被刪掉的那篇文章，就是日本網路環境下訪問不了極客時間的問題，當時抓包看到的情況是這個圖的樣子：

看到了服務器后面在不斷的嘗試重發了嗎？當時我就想到了一個問題：

服務器到底會重傳好多次呢？

眾所周知，TCP是一種面向連接的、可靠的、基于位元組流的傳輸層通信協議，

其中，可靠性的一個重要體現就是它的超時重傳機制，

TCP的通信中有一個確認機制，我發給你了資料，你得告訴我你收到沒，這樣雙方才能繼續通信下去，這個確認機制是通過序列號SEQ和確認號ACK來實作的，

簡單來說，當發送方給接收方發送了一個報文，而接收方在規定的時間里沒有給出應答，那發送方將認為有必要重發，

那具體最多重發多少次呢？關于這一點，RFC中關于TCP的檔案并未明確規定出來，只是給了一些在總超時時間上的參考，這就導致不同的作業系統在實作這一機制的時候可能會有一些差異，于是我進一步想到了另一個問題：

會不會不同作業系統重傳次數不一樣，這樣就能通過這一點來判斷作業系統了呢？

然后我翻看了《TCP/IP詳解·卷1》，試圖在里面尋找答案，果然，這本神書從來沒有讓我失望過：

這一段說了個什么事情呢？大意是說RFC標準中建議有兩個引數R1和R2來控制重傳的次數，Linux中，這倆引數可以這樣看：

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries1
cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2

tcp_retries1默認值是3，tcp_retries2默認值是15，

但需要特別注意的是，并不是最多重傳3次或者15次，Linux內部有一套演算法，這兩個值是演算法中非常重要的引數，而不是重傳次數本身，具體的重傳次數還與RTO有關系，具體的演算法有興趣的朋友可以看看這篇文章：聊一聊重傳次數（http://perthcharles.github.io/2015/09/07/wiki-tcp-retries/）

總體來說，在Linux上重傳的次數不是一個固定值，而是不同的連接根據tcp_retries2和RTO計算出來的一個動態值，不固定，

而在Windows上，也有一個變數來控制重傳次數，可以在注冊表中設定它：

鍵值路徑：
HKLM\System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters

鍵值名：
TcpMaxDataRetransmissions

默認值：5

我手里有一份Windows XP的原始碼，在實作協議堆疊的驅動tcpip.sys的部分中，也印證了這個資訊：

從注冊表中讀取鍵值

沒有讀到的默認值

不過就目前的資訊來看，由于Linux的重傳次數是不固定的，還沒法用這個重傳次數來判斷作業系統，

TCP之SYN+ACK的重傳

就在我想要放棄的時候，我再一次品讀《TCP/IP詳解·卷1》中的那段話，發現另一個資訊：TCP的重傳在建立連接階段和資料傳輸階段是不一樣的！

上面說到的重傳次數限制，是針對的是TCP連接已經建立完成，在資料傳輸程序中發生超時重傳后的重傳次數情況描述，

而在TCP建立連接的程序中，也就是三次握手的程序中，發生超時重傳，它的次數限定是有另外一套約定的，

Linux：

在Linux中，另外還有兩個引數來限定建立連接階段的重傳次數：

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_syn_retries
cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_synack_retries

tcp_syn_retries限定作為客戶端的時候發起TCP連接，最多重傳SYN的次數，Linux3.10中默認是6，Linux2.6中是5，

tcp_synack_retries限定作為服務端的時候收到SYN后，最多重傳SYN+ACK的次數，默認是5

重點來關注這個tcp_synack_retries，它指的就是TCP的三次握手中，服務端回復了第二次握手包，但客戶端一直沒發來第三次握手包時，服務端會重發的次數，

我們知道正常情況下，TCP的三次握手是這個樣子的：

但如果客戶端不給服務端發起第三個包，那服務端就會重發它的第二次握手包，情況就會變成下面這樣：

所以，這個tcp_synack_retries實際上規定的就是上面這種情況下，服務端會重傳SYN+ACK的次數，

為了進一步驗證，我使用Python寫了一段代碼，用來手動發送TCP報文，里面使用的發包庫是scapy，這個我之前寫過一篇文章介紹它：面向監獄編程，就靠它了！，

下面的這段代碼，我向目標IP的指定埠只發送了一個SYN包，：

def tcp_syn_test(ip, port):

    # 第一次握手，發送SYN包
    # 請求埠和初始序列號隨機生成
    # 使用sr1發送而不用send發送，因為sr1會接識訓傳的內容
    ans = sr1(IP(dst=ip) / TCP(dport=port, sport=RandShort(), seq=RandInt(), flags='S'), verbose=False)

用上面這段代碼，向一臺Linux的服務器發送，抓包來看一下：