TCP三次握手、四次挥手

三次握手

三次握手就是建立一个TCP连接的过程，Client端和Server端需要发送三次包完成连接的建立。

TCP报文图

序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。

确认号：ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，ack=Seq+1。

标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：

• URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
• ACK：确认序号有效。
• PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
• RST：重置连接。
• SYN：发起一个新连接。
• FIN：释放一个连接。

注意：不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混。确认方ack=发起方Req+1，两端配对。 

三次握手详解：

第一次握手：Client端将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server端，Client端进入SYN_SENT状态，等待Server确认。

第二次握手：Server端收到数据包后由标志位SYN=1知道Client端请求建立连接，Server端将标志位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。

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攻击时一种典型的DDOS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，使用如下命令即可：#netstat -nap | grep SYN_RECV

 

 

四次挥手

断开TCP连接时，Client端和Server端共发送四个包确认断开连接。

四次挥手分为两种：Client端主动断开连接   和    Client端、Server端同时主动断开连接

Client主动断开连接：

因为TCP连接是双全工的，所以每个方向都需要单独进行关闭。

当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止一个方向的连接。收到FIN只意味着这一方向上没有数据流动了。但是此TCP连接仍然能发送数据，直到这个方向也发送了FIN。首先进行关闭方将主动关闭，另一方则被动关闭。

四次挥手一方主动断开：

第一次挥手：Client端发送一个FIN，用来关闭Client端到Server端的数据传送，Client端进入FIN_WAIT_1状态。

第二次挥手：Server端收到FIN后，发送一个ACK给Client端，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。

第三次挥手：Server端发送一个FIN，用来关闭Server端到Client端的数据传送，Server端进入LAST_ACK状态。

第四次挥手：Client端收到FIN后，Client端进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server端，确认序号为收到序号+1，Server端进入CLOSED状态，完成TCP连接的关闭。

四次挥手双方主动断开：

双方主动断开的流程和一方主动断开类似。

 

扩展：为什么握手是三次，挥手是四次？

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。

全双工的意思是A可以往B发送数据，B同时也可以给A发送数据。
半双工的意思是A可以往B发送数据，B也可以给A发送数据，但是两者不能同时。
单工的意思是只能A给B发送数据，或者B给A发送数据。
半关闭的意思是将全双工，变成单工，也就是如果B关闭，是指B不能给A发数据了，但是A可以给B发