为什么tcp三次握手中前两次不能携带数据

本文深入解析了TCP三次握手过程中的安全性考量,特别是为什么前两次握手不携带数据而第三次可以的原因,帮助读者理解如何防止服务器遭受攻击。

根本原因:
如果前两次握手能够携带数据,那么一旦有人想攻击服务器,那么他只需要在第一次握手中的 SYN 报文中放大量数据,那么服务器势必会消耗更多的时间和内存空间去处理这些数据,增大了服务器被攻击的风险。
第三次握手的时候,客户端已经处于ESTABLISHED状态,并且已经能够确认服务器的接收、发送能力正常,这个时候相对安全了,可以携带数据。

### TCP三次握手的原理 TCP三次握手是建立可靠连接的过程,确保通信双方能够同步序列号并确认对方已经收到序列号起始值。以下是三次握手的具体过程及原因: 1. **第一次握手**:客户端向服务器发送一个SYN(Synchronize Sequence Number)报文段,表示希望与服务器建立连接,并携带客户端的初始序列号 \(X\)。此时,客户端进入SYN_SENT状态[^3]。 2. **第二次握手**:服务器接收到客户端的SYN报文后,会返回一个SYN-ACK报文段,其中包含服务器的初始序列号 \(Y\) 以及对客户端SYN的确认(\(ACK = X+1\))。服务器进入SYN_RCVD状态[^1]。 3. **第三次握手**:客户端收到服务器的SYN-ACK后,发送一个ACK报文段给服务器,确认服务器的SYN(\(ACK = Y+1\)),从而完成连接建立。客户端进入ESTABLISHED状态,服务器也进入ESTABLISHED状态[^5]。 ### SYN标志位的作用及为什么两次握手包含SYN SYN标志位的主要作用是用于同步通信双方的序列号。在TCP中,每个数据包都有一个序列号,用于标识数据包的顺序,以确保数据传输的可靠性。以下是SYN标志位在两次握手中的作用: - **第一次握手中的SYN**:客户端通过发送SYN报文告知服务器其初始序列号 \(X\),同时请求建立连接。这一步是为了让服务器知道客户端的起始序列号,并准备接收来自客户端的数据[^3]。 - **第二次握手中的SYN**:服务器通过发送SYN-ACK报文告知客户端其初始序列号 \(Y\),同时确认已收到客户端的SYN(通过ACK字段)。这一步仅同步了服务器的序列号,还确认了客户端的序列号已被正确接收[^1]。 ### 为什么只有两次握手包含SYN标志位 第三次握手包含SYN标志位的原因在于,此时客户端只需要确认服务器的序列号 \(Y\) 即可,而无需再次同步自己的序列号。因为在两次握手中,客户端和服务器的序列号都已经成功同步并得到确认。第三次握手仅需发送ACK报文来确认服务器的SYN,从而完成连接建立。 此外,如果第三次握手也包含SYN标志位,则会导致必要的复杂性,因为此时双方的序列号已经完全同步,无需再进行额外的同步操作[^4]。 ```python # 示例代码:模拟TCP三次握手过程 class TCPHandshake: def __init__(self): self.client_seq = 0 self.server_seq = 0 def first_handshake(self, client_seq): self.client_seq = client_seq print(f"Client sends SYN with sequence number {client_seq}") return self.client_seq def second_handshake(self, server_seq, client_seq): self.server_seq = server_seq print(f"Server sends SYN-ACK with sequence number {server_seq} and ACK {client_seq + 1}") return self.server_seq, client_seq + 1 def third_handshake(self, server_seq): print(f"Client sends ACK with sequence number {server_seq + 1}") return server_seq + 1 # 模拟三次握手 handshake = TCPHandshake() client_seq = handshake.first_handshake(1000) server_seq, ack = handshake.second_handshake(2000, client_seq) handshake.third_handshake(server_seq) ```
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