TCP Sequenznummern Header

Question

Aufgabe:

Der TCP Header ist 32 Bit lang, das heißt man kann 4 Milliarden Daten Bytes abdecken. Warum könnte die Sequenznummer von 2^{32}-1 auf 0 umspringen, auch wenn diese Byte-Menge nie über eine einzelne Verbindung übertragen wird?

Ansatz/Problem:

Meine Idee war, dass die Initial Sequence Number ja beliebig am Anfang gewählt wird, das heißt sie könnte zufällig 2^{32}-1 sein und wenn das nächste Paket verschickt wird, erhält es die Sequence number 0.

Würdet ihr mir da zustimmen oder habt andere Vorschläge/Ideen?

Answer 1

Antwort mit KI erzeugt

TCP Sequenznummern Header

Deine Überlegung ist richtig und reflektiert ein grundlegendes Konzept des TCP-Protokolls, das mit der Handhabung der Sequenznummern zusammenhängt. Die Sequenznummer im TCP-Header dient dazu, die Byte-Ströme in den TCP-Segmenten in der korrekten Reihenfolge zu ordnen, sodass der Empfänger Daten in der Reihenfolge rekonstruieren kann, in der sie gesendet wurden.

Warum könnte die Sequenznummer von \(2^{32}-1\) auf 0 umspringen?

Der Hauptgrund, warum die Sequenznummer von \(2^{32}-1\) (das ist die maximale Zahl, die mit einem 32-Bit-Feld dargestellt werden kann) auf 0 umspringen kann, liegt in der Tatsache, dass die Sequenznummern zyklisch sind. Dies bedeutet, dass nach Erreichen der maximalen Sequenznummer der Zähler wieder auf 0 zurückgesetzt wird.

Initial Sequence Number (ISN)

Wie du bereits erwähnt hast, wird die Anfangssequenznummer (Initial Sequence Number, ISN) zu Beginn einer TCP-Verbindung zufällig gewählt. Dies ist Teil eines Sicherheitsmechanismus, der sogenannten TCP Sequence Number Randomization, deren Ziel es ist, Angriffe wie die TCP Sequence Prediction zu erschweren.

Nachdem die ISN festgelegt wurde, wird jede nachfolgende Sequenznummer durch Addition der Länge der Nutzdaten des vorherigen Pakets berechnet. Das heißt, wenn das erste Segment eine ISN von \(2^{32}-1\) hat und nur 1 Byte Daten überträgt, wäre die Sequenznummer des nächsten Segments \((2^{32}-1) + 1 = 2^{32} \equiv 0 \, (\text{mod} \, 2^{32})\), was bedeutet, dass die Sequenznummer auf 0 "umspringt".

Zusammenfassung

Deine Annahme, dass die Sequenznummer auf 0 umspringen kann, selbst wenn die Byte-Menge von 4 Milliarden nie über eine einzige Verbindung übertragen wird, ist korrekt. Dies ist eine direkte Folge der zyklischen Natur der Sequenznummern in TCP und der Praxis, die Anfangssequenznummer (ISN) zufällig zu wählen. Solche Entwurfsentscheidungen tragen zur Robustheit und Sicherheit des TCP-Protokolls bei.