まとめ

受信したシーケンス番号に + (受信データ長) したものを ACK 番号に入れて返す
受信した ACK 番号を次のシーケンス番号とする

実験

nc と tcpdump を使って、シーケンス番号と ACK 番号の増え方を観察してみます。

サーバ側

nc -l <port> で、指定したポートで接続を待ちます。

$ nc -l 50000

クライアント側

tcpdump

-i でキャプチャするインターフェースを指定し、-w でファイルに出力します。

$ tcpdump -i wlp2s0 -w dump.pcap

nc

nc をクライアントとして用いる場合、nc <IP> <port> でサーバの IP と port を指定します。

$ nc 192.168.179.6 50000

データ送信

クライアント側で適当に何か入力してデータを送信し、その後接続を切ります。

$ nc 192.168.179.6 50000
hello
hogehoge
^C
$

サーバに送ったデータが表示され、接続が切れていました。

$ nc -l 50000
hello
hogehoge
$

tcpdump 結果

キャプチャ停止後に、-r コマンドでキャプチャしたファイルを読み込みます。-S でシーケンス番号を絶対番号で表示し、 port 50000 により、50000 番ポートの通信のみを抽出します。

$ tcpdump -r dump.pcap -S port 50000
reading from file dump.pcap, link-type EN10MB (Ethernet)
22:44:27.574365 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [S], seq 3931966036, win 29200, options [mss 1460,sackOK,TS val 4212938433 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
22:44:27.579376 IP 192.168.179.6.50000 > 192.168.179.5.48882: Flags [S.], seq 792281538, ack 3931966037, win 28960, options [mss 1460,sackOK,TS val 1020480106 ecr 4212938433,nop,wscale 7], length 0
22:44:27.579462 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [.], ack 792281539, win 229, options [nop,nop,TS val 4212938435 ecr 1020480106], length 0
22:44:29.079095 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [P.], seq 3931966037:3931966043, ack 792281539, win 229, options [nop,nop,TS val 4212938809 ecr 1020480106], length 6
22:44:29.092398 IP 192.168.179.6.50000 > 192.168.179.5.48882: Flags [.], ack 3931966043, win 227, options [nop,nop,TS val 1020480484 ecr 4212938809], length 0
22:44:45.468223 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [P.], seq 3931966043:3931966052, ack 792281539, win 229, options [nop,nop,TS val 4212942907 ecr 1020480484], length 9
22:44:45.524994 IP 192.168.179.6.50000 > 192.168.179.5.48882: Flags [.], ack 3931966052, win 227, options [nop,nop,TS val 1020484579 ecr 4212942907], length 0
22:44:46.858640 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [F.], seq 3931966052, ack 792281539, win 229, options [nop,nop,TS val 4212943254 ecr 1020484579], length 0
22:44:46.866443 IP 192.168.179.6.50000 > 192.168.179.5.48882: Flags [F.], seq 792281539, ack 3931966053, win 227, options [nop,nop,TS val 1020484927 ecr 4212943254], length 0
22:44:46.866553 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [.], ack 792281540, win 229, options [nop,nop,TS val 4212943256 ecr 1020484927], length 0

解析

3-way handshake

クライアント側のポートは 48882 のよう。Flags の [S] が SYN, [.] が ACK です。
はじめの 3 行で SYN -> SYN/ACK -> ACK の 3-way handshake が見えます。

22:44:27.574365 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [S], seq 3931966036, win 29200, options [mss 1460,sackOK,TS val 4212938433 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
22:44:27.579376 IP 192.168.179.6.50000 > 192.168.179.5.48882: Flags [S.], seq 792281538, ack 3931966037, win 28960, options [mss 1460,sackOK,TS val 1020480106 ecr 4212938433,nop,wscale 7], length 0
22:44:27.579462 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [.], ack 792281539, win 229, options [nop,nop,TS val 4212938435 ecr 1020480106], length 0

これから、

受信したシーケンス番号に + 1 したものを ACK 番号に入れて返す
受信した ACK 番号が次のシーケンス番号になる

ことが分かります。

	flag	seq	ack
Client -> Server	SYN	3931966036	0
Server -> Client	SYN/ACK	792281538	3931966037 (3931966036 + 1)
Client -> Server	ACK	3931966037	792281539 (792281538 + 1)

データ送信

以下 4 行が "hello" と "hogehoge" を送信した際のキャプチャ。

22:44:29.079095 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [P.], seq 3931966037:3931966043, ack 792281539, win 229, options [nop,nop,TS val 4212938809 ecr 1020480106], length 6
22:44:29.092398 IP 192.168.179.6.50000 > 192.168.179.5.48882: Flags [.], ack 3931966043, win 227, options [nop,nop,TS val 1020480484 ecr 4212938809], length 0
22:44:45.468223 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [P.], seq 3931966043:3931966052, ack 792281539, win 229, options [nop,nop,TS val 4212942907 ecr 1020480484], length 9
22:44:45.524994 IP 192.168.179.6.50000 > 192.168.179.5.48882: Flags [.], ack 3931966052, win 227, options [nop,nop,TS val 1020484579 ecr 4212942907], length 0

これより、

受信したシーケンス番号に + (受信データ長) したものを ACK 番号に入れて返す
受信した ACK 番号が次のシーケンス番号になる

ことが分かります。

	flag	seq	ack
Client -> Server	PUSH/ACK	3931966037	792281539
Server -> Client	ACK	792281539	3931966043 (3931966037 + 6)
Client -> Server	PUSH/ACK	3931966043	792281539
Client -> Server	ACK	792281539	3931966052 (3931966043 + 9)

コネクション切断

FIN -> FIN/ACK -> ACK の流れで、受信したシーケンス番号 + 1 が ACK 番号となるのは接続開始時と同様です。

22:44:46.858640 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [F.], seq 3931966052, ack 792281539, win 229, options [nop,nop,TS val 4212943254 ecr 1020484579], length 0
22:44:46.866443 IP 192.168.179.6.50000 > 192.168.179.5.48882: Flags [F.], seq 792281539, ack 3931966053, win 227, options [nop,nop,TS val 1020484927 ecr 4212943254], length 0
22:44:46.866553 IP 192.168.179.5.48882 > 192.168.179.6.50000: Flags [.], ack 792281540, win 229, options [nop,nop,TS val 4212943256 ecr 1020484927], length 0