44 TCP 协议详解

Posted 2021-03-10 george19950505

44 TCP 协议详解

TCP 协议

传输控制协议， Transmission Control Protocol，其功能包括：传输；控制

 

传输包括：建立连接、关闭连接、保证可靠

建立连接：三次握手

三次握手（Three-Way Handshake）即建立TCP连接，就是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发，整个流程如下图所示：

 

（1）第一次握手：Client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，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。
（2）第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server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。
（3）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攻击了。

 

三次握手的必要性：保证可靠性

TCP 与 UDP (User Diagram Protocol) ：没有三次握手、四次挥手，所以可靠性查比较差（不考虑是否传输成功），但是性能好；在某些可靠性要求不是很高地方会使用UDP协议；

 

关闭连接：四次挥手

四次挥手（Four-Way Wavehand）即终止TCP连接，就是指断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。
在socket编程中，这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发，整个流程如下图所示：

 

 

 

由于TCP连接时全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭，上图描述的即是如此。

（1）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。

（2）第二次挥手：Server收到Client的FIN后，发送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），此时Server进入CLOSE_WAIT状态。

Client 收到 Server 的ACK 后，进入FIN_WAIT2 状态。

（3）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。

（4）第四次挥手：Client收到Server的FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着Client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。

（注意：以上主动关闭方 = Client, 被动关闭方 = Server，主动关闭方可以是客户端，也可以服务器。）

SYN 和 FIN 是TCP 报文中的一部分，是标志位；

 

保证可靠