tcp 三次握手和四次挥手

三次握手

tcp三次握手

  1. 第一次握手:客户端给服务器发送一个 SYN 报文。
  2. 第二次握手:服务器收到 SYN 报文之后,会应答一个 SYN+ACK 报文。
  3. 第三次握手:客户端收到 SYN+ACK 报文之后,会回应一个 ACK 报文。服务器收到 ACK 报文之后,三次握手建立完成。

这样三次握手就确认客户端和服务端的接收与发送能力正常。

两次不可以吗?

刚开始客户端处于 closed 的状态,服务端处于 listen 状态。然后

1、第一次握手:客户端给服务端发一个 SYN 报文,并指明客户端的初始化序列号 ISN(c)。此时客户端处于 SYN_Send 状态。

2、第二次握手:服务器收到客户端的 SYN 报文之后,会以自己的 SYN 报文作为应答,并且也是指定了自己的初始化序列号 ISN(s),同时会把客户端的 ISN + 1 作为 ACK 的值,表示自己已经收到了客户端的 SYN,此时服务器处于 SYN_REVD 的状态。

3、第三次握手:客户端收到 SYN 报文之后,会发送一个 ACK 报文,当然,也是一样把服务器的 ISN + 1 作为 ACK 的值,表示已经收到了服务端的 SYN 报文,此时客户端处于 establised 状态。

4、服务器收到 ACK 报文之后,也处于 establised 状态,此时,双方以建立起了链接。

三次握手的作用

TCP 建立连接时,通过三次握手能防止历史连接的建立,能减少双方不必要的资源开销,能帮助双方同步初始化序列号。序列号能够保证数据包不重复、不丢弃和按序传输。

不使用「两次握手」和「四次握手」的原因:

  • 两次握手:无法防止历史连接的建立,会造成双方资源的浪费,也无法可靠的同步双方序列号;
  • 四次握手:三次握手就已经理论上最少可靠连接建立,所以不需要使用更多的通信次数。

建议细看小林的文章:为什么是三次握手-不是两次、四次

SYN攻击

三次握手过程中,Server发送SYN-ACK之后,收到Client的ACK之前的TCP连接称为半连接(half-open connect),此时Server处于SYN_RCVD状态,当收到ACK后,Server转入ESTABLISHED状态。SYN攻击就是Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址,并向Server不断地发送SYN包,Server回复确认包,并等待Client的确认,由于源地址是不存在的,因此,Server需要不断重发直至超时,这些伪造的SYN包将产时间占用未连接队列,导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃,从而引起网络堵塞甚至系统瘫痪。SYN攻击时一种典型的DDOS攻击,检测SYN攻击的方式非常简单,即当Server上有大量半连接状态且源IP地址是随机的,则可以断定遭到SYN攻击了,使用如下命令可以让之现行:

netstat -nap | grep SYN_RECV

四次挥手

tcp三次握手

  1. 第一次挥手:客户端发送一个 FIN 报文,报文中会指定一个序列号。此时客户端处于FIN_WAIT1状态。
  2. 第二次握手:服务端收到 FIN 之后,会发送 ACK 报文,且把客户端的序列号值 + 1 作为 ACK 报文的序列号值,表明已经收到客户端的报文了,此时服务端处于 CLOSE_WAIT 状态。
  3. 第三次挥手:如果服务端也想断开连接了,和客户端的第一次挥手一样,发给 FIN 报文,且指定一个序列号。此时服务端处于 LAST_ACK 的状态。
  4. 第四次挥手:客户端收到 FIN 之后,一样发送一个 ACK 报文作为应答,且把服务端的序列号值 + 1 作为自己 ACK 报文的序列号值,此时客户端处于 TIME_WAIT 状态。需要过一阵子以确保服务端收到自己的 ACK 报文之后才会进入 CLOSED 状态。服务端收到 ACK 报文之后,就处于关闭连接了,处于 CLOSED 状态。

TIME_WAIT

需要注意的就是TIME_WAIT这个状态了,这个是面试的高频考点。为什么客户端发送 ACK 之后不直接关闭,而是要等一阵子才关闭???

原因就是,要确保服务器是否已经收到了我们的 ACK 报文,如果没有收到的话,服务器会重新发 FIN 报文给客户端,客户端再次收到 ACK 报文之后,就知道之前的 ACK 报文丢失了,然后再次发送 ACK 报文。

至于 TIME_WAIT 持续的时间至少是一个报文的来回时间 2MSL。如果过了这个时间没有再次收到 FIN 报文,则代表对方成功就是 ACK 报文,此时处于 CLOSED 状态。

状态含义

LISTEN - 侦听来自远方TCP端口的连接请求; SYN-SENT -在发送连接请求后等待匹配的连接请求; SYN-RECEIVED - 在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认; ESTABLISHED- 代表一个打开的连接,数据可以传送给用户; FIN-WAIT-1 - 等待远程TCP的连接中断请求,或先前的连接中断请求的确认; FIN-WAIT-2 - 从远程TCP等待连接中断请求; CLOSE-WAIT - 等待从本地用户发来的连接中断请求; CLOSING -等待远程TCP对连接中断的确认; LAST-ACK - 等待原来发向远程TCP的连接中断请求的确认; TIME-WAIT -等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认; CLOSED - 没有任何连接状态;

参考

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