TCP和UDP都是常见的通信协议,其中TCP以可靠数据传输相较于UDP更加被选用。TCP协议中最基础的应该就是三次握手和四次挥手,稍微懂TCP的应该都知道。这篇文章就简单阐述一下握手和挥手过程。
1. 三次握手
三次握手过程简单说起来就真的很简单,首先是客户端向服务端发送SYN包,服务端向客户端发送SYN+ACK包,最后是客户端发送ACK包给服务端。更简单说起来就是:
- 客户端:“我的发送正常不?”(待确认客户端发送功能正常)
- 服务端:“正常,我的发送正常不?”(确认服务端接收正常,待确认服务端发送正常)
-
客户端:“正常。”(确认客户端接收正常,服务端发送正常)
专业性解释就是:
- 第一次:客户端发送SYN和发送一个随机值seq=j给服务端,客户端进入SYN_SENT状态,待服务端确认。
- 第二次:服务端接收到SYN端请求连接,服务端确认SYN,产生ack=j+1,并随机产生一个seq=k,并将SYN+ACK包发送给客户端确认连接,服务端进入SYN_RECV状态。
- 第三次:客户端收到服务端发送的SYN+ACK包,将ACK(ack=k+1)发送给服务端,服务端检查ack是k+1,正确则建立连接。服务端和客户端进入ESTABLISHED状态,完成三次握手开始传输数据。
*SYN攻击
三次握手中,服务端发送SYN-ACK之后,收到客户端的ACK,此时处于半连接状态。这时候服务端处于SYN_RCVD状态,当收到ACK包后转入ESTABLISHED状态。SYN攻击就是在客户端伪造大量不存在的IP地址,不断向服务端发送SYN包,服务端收到确认的ACK包等待客户端确认,由于IP是不存在的,服务端一直发送到超时。伪造的SYN包将长时间占用为连接队列,导致正确的SYN请求被丢弃,从而导致网络瘫痪。检测方式就是看服务端有大量半连接状态并且客户单IP是随机的,那么就是被攻击了。检测命令就是“netstat -nap | grep SYN_RECV”
2. 四次挥手
四次挥手相较于三次握手熟悉的人就没那么多了。四次挥手流程也简单,简单说就是:
- 客户端:“请求断开连接”(客户端不发送数据了,但是可以接收)
- 服务端:“收到,准备断开”(服务端检查自己,如果有数据还没有发送完成,发送剩余数据)
- 服务端:“准备完成,是否断开”(如果有则将待发送数据发送完成,服务端不再发送数据)
-
客户端:“断开”(客户端不再接收数据,服务端接收到后不再接收数据)
专业性解释就是:
- 第一次挥手:客户端发送FIN=1和seq=u(已经传输数据的最后一个字节的序号加一)包,然后进入FIN_WAIT_1的状态。FIN即使无数据也要消耗一个序号。
- 第二次挥手:服务端接收到FIN包之后,向客户端发送ACK((ACK=1) + (ack=u+1) + (seq=v))包,服务端进入CLOSE_WAIT状态。
- 第三次挥手:客户端进入FIN_WAIT_2状态,服务端发送FIN包,关闭服务端和客户端的数据传输,服务端进入LAST_ACK状态。
- 第四次挥手:客户端收到FIN包进入TIME_WAIT状态,接着发送ACK包给服务端,序号+1,服务端进入CLOSED状态,结束连接。
- 为什么握手三次挥手要四次?
答:因为服务端在LISTEN状态,等待客户端连接,收到客户端请求连接的SYN报文,将SYN和ACK放在同一个包里发送给客户端。关闭连接时,收到客户顿的FIN包后,只表示自己不再发送数据但是还可以接收。服务端不一定所有数据发送完成,所以发送完成时候可以直接关闭,否则需要将数据发送完成后再关闭。所以服务端的ACK和FIN包要分开发送。- 为什么TIME_WAIT需要等待2MSL(最大报文段生存时间)才CLOSE?
答:因为有可能最后一个ACK包丢失,最后的TIME_WAIT就是用来重发丢失的ACK包。客户端发送最后的ACK包回复,但是也可能丢失,服务端如果没收到ACK包,将不断发送FIN。所以不能立即关闭,需要确认服务端接收到了ACK包。客户端会设置一个定时器,等待2MSL时间,如果再次收到FIN包,意味着服务端没有收到ACK包,那么客户端再次发送ACK包并重新等待2MSL时间。如果2MSL时间结束没有收到服务端的FIN包,那么认为服务端收到了最后的ACK包,结束连接。
备注:图片来自网络