TCP的三次握手与四次挥手

网络基础知识

OSI七层协议

1. 物理层主要定义物理设备标准，主要作用是传输Bit流，网卡工作这这层中
2. 数据链路层，在传输bit流的过程中会产生错传、数据传输不完整的可能，因此数据链路层定义如何格式化数据，以及如何控制对物理介质的访问，本层将bit数据组成了帧，其中交换机在本层工作，对帧解码，并根据帧中的信息把消息发送到正确的接收方
3. 网络层，主要功能将网络地址翻译成对应的物理地址，路由器数据网络层，此层的数据称为数据包，此层的协议为IP协议

4. 传输层，传输层解决了主机间的传输，并且解决了传输质量，协议有TCP/UDP
5. 会话层，建立和管理应用程序之间的通信
6. 表示层，解决不同系统之间的通信语法问题

7. 应用层，更方便的应用层网络接收到的数据 http协议

TCP/IP

OSI的实现：TCP/IP四层网络模型

TCP/IP是协议族的统称

TCP的三次握手与四次挥手

TCP简介：

• 面向连接的、可靠的、基于字节流的传输通信协议
• 将应用的数据流分割成报文段并发送给目标节点的TCP层
• 数据包都有序号，对方收到则发送ACK确认，未收到则重传
• 用奇偶校验和函数来检验数据在传输过程中是否有误

TCP三次握手流程

三次握手：首先客户端和服务器都是关闭状态，假设客服端主动打开，服务器被动打开

服务器先创建传输控块时刻准备接收连接请求，服务器进入listen监听状态，客户端发出连接请求报文，报文头syn=1,初始序号seq=x,此时客户端进入同步已发送状态，发送过去的报文段是不能携带数据的，并且会消耗掉一个序号，这是第一次握手

服务器接收到如果同意连接就发送确认报文，确认报文中包含了SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1,因为x序列号已经消耗，所以seq等于x+1,发送完成后服务器进入同步收到状态，这是第二次握手

当客户端收到确认报文后，会向服务端一个给出一个确认，ACK=1,seq=x+1,ack=y+1,发送完成后客户端进入已建立连接状态，这个报文段可以携带数据，如果不携带数据就不会消耗seq序号

当服务器收到确认后也会进入已建立连接状态，三次握手完成

总结

为什么需要三次握手才能建立连接

为了初始化Sequence Number的初始值

首次握手的隐患-sun超时

问题原因

• Server收到Client的SYN,回复SYN-ACK的时候未收到ACK确认
• Server不断重试直至超时，Liunx默认等待6秒才断开连接
• 可能会收到SYN Flood风险，恶意程序不停的发，让连接耗尽不能处理正常请求

针对SYN Flood的防护措施

SYN队列满后，通过tcp_syncookies参数回发SYN Cookie

若为正常连接则Client会回发SYN Cookie，直接建立连接

TCP的四次挥手

为什么会有Time_wait状态

原因

• 确保有足够的时间让对方收到ACK包
• 避免新旧连接混淆

为什么需要四次挥手才能断开连接

因为全双工，发送方和接收方都需要FIN报文和ACK报文

服务器出现大量CLOSE_WAIT状态的原因

对方关闭socket连接，我方忙于读或写，没有及时关闭连接

• 检查代码，特别是释放资源的代码
• 检查配置，特别是处理请求的线程配置