TCP/IP三次握手与四次挥手

三次握手

所谓三次握手(Three-Way Handshake)即建立TCP连接,就是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。
(1)第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。
(2)第二次握手:Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。
(3)第三次握手:Client收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。
SYN攻击:
在三次握手过程中,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攻击是一种典型的DOS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

所谓四次挥手(Four-Way Wavehand )即终止TCP连接,就是指断开一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。 在socket编程中, 这一过程 由客户端或服务端任一方执行close来触发。
由于TCP连接时全双工的,因此,每个方向都必须要单独进行关闭,这一原则是当一方完成数据发送任务后,发送一个FIN来终止这一方向的连接,收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了,即不会再收到数据了,但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据,直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方则执行被动关闭,上图描述的即是如此。
(1)第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态 。
(2)第二次挥手:Server收到FIN后 ,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态 。
(3)第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。
(4)第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1 , Server进入CLOSED状态, 完成四次挥手。
为什么建立连接是三次握手,而关闭连接却是四次挥手呢?
这是因为服务端在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时,当收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据,己方也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即close,也可以发送一些数据给对方后,再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接,因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送。
为什么要三次握手而不是两次?
两次握手是不行的,因为服务端并不知道客户端是具备接收数据的能力,所以就不能成为面向连接的可靠的传输协议,假设不采用“三次握手”,那么只要server发出确认,新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求,因此不会理睬server的确认,也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立,并一直等待client发来数据。这样,server的很多资源就白白浪费掉了。
为什么要四次挥手而不是三次?
三次握手是为了建立可靠的数据传输通道,四次挥手则是为了保证等数据完成的被接收完再关闭连接。既然提到需要保证数据完整的传输完,那就需要保证双方都达到关闭连接的条件才能断开。
为什么握手要三次,挥手却要四次呢?
那是因为握手的时候并没有数据传输,所以服务端的 SYN 和 ACK 报文可以一起发送,但是挥手的时候有数据在传输,所以 ACK 和 FIN 报文不能同时发送,需要分两步,所以会比握手多一步。
为什么客户端在第四次挥手后还会等待 2MSL?
等待 2MSL 是因为保证服务端接收到了 ACK 报文,因为网络是复杂了,很有可能 ACK 报文丢失了,如果服务端没接收到 ACK 报文的话,会重新发送 FIN 报文,只有当客户端等待了 2MSL 都没有收到重发的 FIN 报文时就表示服务端是正常收到了 ACK 报文,那么这个时候客户端就可以关闭了。

posted @ 2021-11-23 11:13  一刹流云散  阅读(41)  评论(0编辑  收藏  举报