TCP协议的三次握手与四次挥手

一、TCP协议

1、TCP/IP协议族的传输层协议

TCP：传输控制协议

UDP：用户数据报协议

TCP和UDP都属于传输层的

2、TCP连接

通过Wireshark抓包来分析三次握手的过程:

下图是TCP连接的三次握手分别发送SYN报文、SYN+ACK报文、ACK报文

 

3、TCP协议

TCP是面向连接的、可靠的进程到进程通信的协议

TCP提供双工服务，即数据可在同一时间双向传输

4、TCP报文段

TCP将若干字节构成一个分组，叫报文段

TCP报文段封装在IP数据报中

 

序号：发送端为每个字节进行编号，便于接收端正确重组

确认号：用于确认发送端的信息

窗口大小：用于说明本地可接收数据段的数目，窗口大小是可变的

SYN：同步序号位，TCP需要建立连接时将该值设为1

ACK：确认序号位，当该位为1时，用于确认发送方的数据

FIN：当TCP断开连接时该位置为1

 

二、TCP连接

1、TCP连接建立的过程称为三次握手

 

 

SYN=1，确认Y发过来的数据是否有效

ACK=1，说明传送数据有效（小写的Ack是序号）

过程：

①　第一次握手：客户端向服务器发送连接请求报文，SYN=1，初始序列号Seq=x,客户端进入SYN-SENT（同步已发送）状态(SYN报文段不能携带数据，但要消耗一个序号)

②　第二次握手：服务器收到请求报文之后，发出确认报文，SYN=1，ACK=1，确认号是Ack=x+1，初始系列号Seq=y,服务器进入SYN-RCVD（同步收到）状态（SYN+ACK报文也不能携带数据，但要消耗一个号）

③　第三次握手：客户端收到报文之后，要向服务器给出确认，发出确认报文，ACK=1，确认号Ack=y+1，初始序列号Seq=x+1,当服务器收到之后双方建立连接。（ACK报文段可以携带数据，不携带数据则不消耗序列号）

TCP客户端发送最后一次确认的原因是：主要防止已经失效的连接请求报文又突然传送到了服务器，从而产生错误

 

 

 

2、TCP断开连接的四次挥手

 

 

过程：

(1) 第一次挥手：客户端发出释放连接报文，并停止发送数据，FIN=1，ACK=1；

(2) 第二次挥手：服务器收到释放连接报文，并发送报文给客户端，报文中ACK=1；此时服务器进入关闭等待状态（半关闭状态）

(3) 第三次挥手：客户端收到报文之后，进入终止等待2的状态，等待服务器发送释放连接报文，服务器将最后的数据发送完毕之后，又发送FIN/ACK报文，FIN=1，ACK=1

(4) 第四次挥手：客户端收到之后，发送ACK报文，ACK=1

(5) 服务器收到之后，双方断开连接

三、TCP连接状态类型

1、半关闭

当TCP链接中A向B发送FIN请求关闭，另一端B回应ACK之后，并没有立即发送FIN给A，A处于半连接状态（半开关），此时A可以接收B发送的数据，但是A已经不能再向B发送数据

2、半连接

发生在TCP三次握手中

如果A向B发起连接，B也按照正常情况相应了，但是A不进行第三次握手，这就是半连接，

半连接攻击：半连接，会造成B分配的内存资源就一直这么耗着，直到资源耗尽（SYN攻击）。

3、半打开

如果一方关闭或者异常关闭（断电、断网），而另一方并不知情，这样的连接称之为半打开，处于半打开的连接，如果双方不进行数据通信，是发现不了问题的，只有在通信才真正的察觉到这个连接已经处于半打开状态，如果双方不传输数据的话，仍处于连接状态的一方就不会检测另外一方已经出现异常

解决方法：

如何解决半打开问题，引入心跳机制就可以察觉半打开

如果需要发数据的话，这边收到之后其实发现这个连接并不存在了，就会恢复RST包告知，这个时候就需要重新建立连接了

四、常用的TCP端口号及其功能

五、UDP协议

1、UDP概念

无连接、不可靠的传输协议（没有重传机制，TCP有RST）

花费的开销小

2、UDP报文的首部格式

 

UDP长度：用来指出UDP的总长度，为首部加上数据

校验和：用来完成对UDP数据的差错检验，它是UDP协议提供的唯一的可靠机制

 

3、常见的UDP端口号及功能