Tcp三次握手，四次挥手

http://www.cnblogs.com/zmlctt/p/3690998.html

http://blog.youkuaiyun.com/renzhenhuai/article/details/12105457

三次握手为建立连接，四次挥手为终止连接

一、Tcp报文格式

TCP/IP协议的详细信息参看《TCP/IP协议详解》三卷本。下面是TCP报文格式图：

上图中有几个字段需要重点介绍下：
   （1）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。
   （2）确认序号：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。
   （3）标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：
     （A）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
     （B）ACK：确认序号有效。
     （C）PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
     （D）RST：重置连接。
     （E）SYN：发起一个新连接。
     （F）FIN：释放一个连接。
   需要注意的是：
       （A）不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。
       （B）确认方Ack=发起方Req+1，两端配对。 

二、三次握手

目的：连接服务器制定端口，建立Tcp连接，同步连接双发的序列号和确认好并交换Tcp窗口大小信息。在socket编码中，客户端执行connect（）时，触发三次握手。

第一次握手：客户端发送一个SYN标志位1的包，表明客户打算连接服务器的端口，以及初始序号X，保存在包头的序列号字段里。

（客户端发起一个建立连接的请求SYN=1） Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认

第二次握手： 服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1，将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的ISN加1，即X+1。

（服务器收到客户端发送的建立连接请求后，发送确认包给服务器表示我收到你的请求，且我同意建立连接 。）Server进入SYN_RCVD状态

第三次握手： 客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0,ACK标志位为1.并且把服务器发来ACK的序号字段+1,放在确定字段中发送给对方.并且在数据段上的ISN+1

（客户端确认ack是否为初始序号X+1，ACK是否为1，如果正确则建立连接成功）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：是指在三次握手的过程中，完成两次握手后的状态称为半连接状态， 此时Server处于SYN_RCVD状态，此时发生攻击是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攻击了，使用如下命令可以让之现行：

 #netstat -nap | grep SYN_RECV

一般较新的TCP/IP协议栈都对这一过程进行修正来防范Syn攻击，修改tcp协议实现。主要方法有SynAttackProtect保护机制、SYN cookies技术、增加最大半连接和缩短超时时间等.
但是不能完全防范syn攻击。

三、四次挥手

TCP的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手(four-way handshake)。客户端或服务器均可主动发起挥手动作，在socket编程中，任何一方执行close()操作即可产生挥手操作。

由于Tcp是全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方没有数据发送任务后，发送一个FIN来终止该方的连接，此后该方不可在发送数据给另一方，但此方仍可以接收数据，因为另一方并未终止连接。当另一方也发送FIN后，TCP连接才断开。首先进行关闭的一方式主动关闭，另一方执行被动关闭。

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 。

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 。 。

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 。

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。

四、问题题

1、为什么建立连接是三次握手，而关闭连接却是四次挥手呢？

这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET，当收到SYN报文的连接请求后，它可以把ACK和SYN(ACK起应答作用，而SYN起同步作用)放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可能未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

（建立连接时，第二次握手服务器把ACK应答报文和SYN同步报文放在一个包里面发送，但第二次挥手和第三次挥手分开是因为断开是双方分别断开，一方断开另一方，仍然可以给他发送数据的，所以需要先发送确认收到你要断开的报文，再在我方数据发送完毕后发送FIN报文通知断开连接。）

2、TCP与UDP的区别是什么

（1）TCP协议是 有连接的，有链接的意思是开始传输实际数据之前TCP的客户端和服务器端必须通过三次握手建立连接，会话结束之后也要结束连接，而UDP是无连接的。

（2）TCP协议保证数据 按序发送，按序接收，提供超时重传来保证可靠性，但是UDP不保证按序到达，甚至不保证到达，只是努力交付，即便是按序发送的序列，也不保证按序送到。

（3）TCP所需资源比UDP多，TCP收不需要20个字节，UDP首部只需要8个字节。

（4）TCP有流量控制和拥塞控制，UDP没有，网络拥堵不会影响发送端的发送速率，

（5）TCP是 一对一的连接，而UDP可以支持一对一，一对多，多对多的通信。

（6）TCP面向的是 字节流的服务，UDP面向的是 报文的服务。