[网络协议] 浅谈三次握手、四次挥手

先了解下跟三次握手、四次挥手相关的TCP标志位

第一次握手（发送连接请求报文SYN=1，ACK=0，seq=x），发送完毕后，客户端就进入SYN_SENT 状态
第二次握手（发送连接确认报文SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+1），发送完毕后，服务器端就进入SYN_RCVD状态
第三次握手（发出连接确认报文ACK=1，seq=x+1，ack=y+1），发送完毕后，客户端进入ESTABLISHED状态，当服务器接收到，也进入ESTABLISHED状态

三次握手是为了满足“在不可靠信道上可靠地传输信息”

确保可靠的通信通道，让双方确认自己的接收和发送能力是正常的。

如果不是三次握手，而是两次握手？

可能会有下列问题：

client发送连接请求长时间滞留，导致连接释放后的某个时间到达server，server误以为是client发送新的连接请求，于是向client发出同意连接。这时候连接建立了，但client又不会做任何操作，server的许多资源被浪费了
server发送的同意连接在传输中丢失 ： client发送连接请求，server同意连接，认为连接已经成功建立了，但因为应答丢失，client认为连接还没开始，忽略server发来的任何分组

为什么要随机初始化序列号

主要是为了处于网络安全的因素着想。如果不是随机初始化序列号，黑客很容易获取到初始化序列号，并伪造序列号进行攻击。
什么是半连接队列

server第一次收到client的SYN后，就会处于SYN_RCVD状态，此时双方还没有建立连接，server会把这种状态下的请求放在一个队列里，这就是半连接队列。完成三次握手后，建立起连接的就会放在全连接队列中。

SYN-ACK重传机制

server发完SYN-ACK包后，如果未收到client确认包，server会进行首次重传，等待一段时间后，进行第二次重传，如果重传次数超过系统规定的**最大重传次数，**系统将该连接信息从半连接队列删除。每次重传等待的时间一般是指数增长，如2s、4s、8s…
三次握手可以携带数据吗？

第三次握手可以携带，第一二次不能。

如果第一次握手可以携带，有人恶意攻击服务器，在第一次握手中SYN报文放大量数据，攻击者疯狂发送SYN报文，会让server花费很多时间、内存来接受这些报文。如果第一次握手可以放数据的话，会让服务器更容易受到攻击

第三次的话，此时客户端已经处于established状态，对于client来说，它已经建立连接了，也知道server的接收、发送是正常的，所以能携带数据也没问题

SYN攻击

危害：SYN属于DOS攻击的一种，利用TCP协议缺陷，通过发送大量半连接请求，耗费CPU和内存资源。
原理：三次握手中的SYN-ACK重传机制，在短时间内伪造大量不存在的IP地址，向server不断发送SYN包，server回复确认包，并等待client的响应，由于IP是不存在的，服务器需要不断重发至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用半连接队列，影响正常client的使用，目标系统运行缓慢，严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。
检测：在服务器看到大量半连接状态时，特别是IP地址是随机的，基本就可以断定这是以此SYN攻击
防范：
1. 通过防火墙、路由器等过滤网关防护
2. 加固TCP/IP协议栈防护
SYN攻击不能完全被阻止，要尽可能地减轻SYN攻击的危害

在这里插入图片描述

第一次挥手：client端发出链接释放报文FIN=1，seq（前面发送数据的最后一个字节序号+1）=u，client端进入FIN-WAIT-1状态
第二次挥手：server收到连接释放报文，发送确认报文，ACK=1，seq=v,ack=u+1，server进入CLOSE-WAIT状态。这时候处于半关闭状态，即client已经没有数据要发送了，但server若发送数据，client仍要接收。

client收到server的确认信息后，client进入FIN-WAIT-2状态，接收server发送最后的数据，等待server发送连接释放报文
第三次挥手：server将最后数据发送完毕后，发送连接释放报文，FIN=1，seq=w，ack=u+1，server进入LAST-ACK状态
第四次挥手：client收到server的连接释放报文，发出确认，ACK=1，seq=u+1，ack=w+1，client进入TIME-WAIT状态。此时TCP连接还没有释放，等待固定时间2MSL（最大报文段寿命）后，进入CLOSED状态。

server接收到client的确认后，也进入CLOSED状态。