TCP三次握手四次挥手

TCP头部报文

  • source port/destination port
    源/目标端口号
  • sequence number
    字节流中每个字节的编号,用于TCP通信过程中确定数据通信的有序性
  • acknowledgement number
    确认序列号,N表示之前N-1为止的所有数据都已经确认收到
  • ISN(Initial Sequence Number)
  • TCP FLAG
    • ACK
      ACK=0表示接收端未应答,ACK=1表示接收端已经接收到数据
    • SYN
      同步序列号,常用于确认端口存在,TCP握手发送的第一个数据包,SYN=1表示接收端已经准备好了
    • FIN
      数据末尾,常用于端口扫描,通知接收端已经到数据末尾,可以关闭连接了

三次握手过程

三次握手过程其实是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务器总共发送3个包
三次握手主要就是为了确认双方的接收能力和发送能力是否正常,指定自己的初始化序列号为后面的可靠性传输做准备。
实质上就是连接服务器指定端口,建立TCP连接,同步双方序列号和确认号,交换TCP窗口大小信息

  • 初始状态
    客户端处于closed状态,服务器端处于listen状态

  • 第一次握手
    客户端 发送 SYN=1(客户端SYN) sequence num=x(客户端ISN)
    状态 SYN_Send

  • 第二次握手
    服务端 发送 SYN=1(服务端SYN) sequence num=y(服务端ISN) ACK=1 acknowledgement number=x+1
    状态 SYN_RCVD

  • 第三次握手
    客户端 发送 ACK=1 sequence num=x+1 acknowledgement number=y+1
    状态 ESTABLISHED

相关问题

  • 为什么是三次握手?
    只有三次握手才能确认双方的发送和接收能力

  • 两次握手行不行?
    不行,比如客户端发送连接请求,但是由于网络原因过了一会儿这个请求才到达服务端,但是客户端又发送了一次连接请求,并且连接成功,传输完数据后关闭了连接,但是这时之前的第一次请求到达了服务端,如果是两次握手,那么服务端会认为此时建立了连接,客户端会一直忽略服务端发送的确认信息,造成服务端一直在等待客户端发送数据,浪费资源

  • 什么是半连接队列?
    服务端第一次接收到客户端的SYN之后,会处于SYN_RCVD状态,此时连接并没有建立,服务端会把处于这种状态下的请求连接放在一个队列中,我把这种队列称为半连接队列,服务端同时还维护一个全连接队列。服务端发送完SYN-ACK包后,如果收不到客户端的确认消息,会每隔一段时间发送一次SYN-ACK包,当发送次数超过规定次数后,会将该客户端踢出半连接队列。

  • ISN
    三次握手的其中一个重要功能是客户端和服务端交换 ISN(Initial Sequence Number),以便让对方知道接下来接收数据的时候如何按序列号组装数据。如果 ISN 是固定的,攻击者很容易猜出后续的确认号,因此 ISN 是动态生成的。

  • 三次握手时可以携带数据么?
    第一次第二次不可以携带数据,防止被恶意攻击,每次都在第一次握手放入大量数据,服务端会浪费很多资源和时间来接收这些无用的报文。

  • SYN攻击是什么?
    服务端的资源分配是第二次握手时分配的,客户端的资源分配是第三次握手时分配的。客户端短时间内通过不同的伪造IP,不断向服务端发送SYN包,服务端会和一堆不存在的IP进行第二次握手确认,同时会将这些伪造的客户端加入半连接队列,导致正常的客户端请求被挤出队列
    防御方法:缩短超时时间、增加半连接队列长度、过滤网关防护、SYN cookies技术

四次挥手过程

TCP的半关闭状态,指的是TCP提供了连接的一端在结束发送后还能接收来自对方数据的能力。

  • 初识状态
    双方都处于ESTABLISHED状态
  • 第一次挥手
    客户端 发送 FIN=1 sequence num=u(客户端seq)
    状态 FIN_WAIT1
  • 第二次挥手
    服务端 发送 ACK=1 sequence num=v(服务端seq) acknowledgement number=u+1
    状态 CLOSE_WAIT
  • 第三次挥手
    服务端 发送 FIN=1 ACK=1 sequence num=w(服务端seq) acknowledgement number=u+1
    状态 LAST_ACK
  • 第四次挥手
    客户端 发送 ACK=1 sequence num=u+1(客户端seq) acknowledgement number=w+1
    状态 CLOSED

相关问题

  • 为什么是四次挥手?
    一方发送FIN=1,那么另外一方需要先ACK=1确认收到最后一条消息,然后再另外发送一条FIN=1表示这是自己的最后一条信息。
  • 2MSL等待时间
    MSL(Maximum Segment Lifetime),报文段被丢弃前在网络内的最长时间,在挥手过程中最后一次发送ACK=1包后等待2MSL的时间内不能关闭,同时该连接在这2MSL时间内不能再次使用。
  • 等待2MSL的意义
    • 保证客户端发送的最后一个ACK=1包能够到达服务端
    • 防止已经失效的连接的请求包出现在别的连接中
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