大廠面試中三次握手延伸出來n連發你受得了？

秋招面試也不記得多少家公司會有這個面試題。所以將其總結一下並分享給大家。

嘀嘀嘀。。。。一看廣東，難道是騰訊的面試，哦原來是電話面試。那就開始吧！

一、這是一次有故事的對話

先說說三次握手的各個狀態

二、三次握手的客戶端服務端狀態

1 先畫個圖看看有哪些狀態

嗯？這些ack seq是幹啥的呢，不急不急，我們先把tcp協議格式內容給整明白了。

2 tcp協議內容解析

• 小賤先把tcp的頭部搬過來
  
• 然後我們來解析一下各個字段是什麼意思

字段名	字段描述
16位端口號	告知主機該報文是來自哪裏以及傳給哪個上層協議或應用程序（目的端口）的。
32位序列號	一次TCP通信（從TCP連接建立到斷開）過程中某一個傳輸方向上的字節流的每個字節的編號
32位確認號	用作對另一方發送來的TCP報文段的響應
4位頭部長度	標識該TCP頭部有多少個32bit字（4字節）。因爲4位最大能表示15，所以TCP頭部最長是60字節。
標誌位URG	URG標誌：表示緊急指針是否有效。
標誌位ACK	ACK標誌：表示確認號是否有效。我們稱攜帶ACK標誌的TCP報文段爲確認報文段
標誌位PSH	PSH標誌：提示接收端應用程序應該立即從TCP接收緩衝區中讀走數據，爲接收後續數據騰出空間。
標誌位RST	RST標誌：表示要求對方重新建立連接。我們稱攜帶RST標誌的TCP報文段爲復位報文段。
標誌位SYN	SYN標誌：表示請求建立一個連接。我們稱攜帶SYN標誌的TCP報文段爲同步報文。
標誌位FIN	FIN標誌：表示通知對方本端要關閉連接了。我們稱攜帶FIN標誌的TCP報文段爲結束報文段。
16位窗口大小	是TCP流量控制的一個手段。告訴對方本端的TCP接收緩衝區還能容納多少字節的數據，這樣對方就可以控制發送數據的速度
16位校驗和	由發送端填充，接收端對TCP報文段執行CRC算法以檢驗TCP報文段在傳輸過程中是否損壞
16位緊急指針	是一個正的偏移量。它和序號字段的值相加表示最後一個緊急數據的下一字節的序號

3 通過工具wireshark來驗證我們所述

• 打開wireshark，設置捕獲網卡。
  
• 解析

1. 第1次握手：建立連接時，客戶端發送 SYN 包到服務器端，攜帶一個序列碼給服務器端用於確認，並進入 SYN_SEND 狀態，等待服務器端確認。（發起連接狀態）

2. 第2次握手：服務器端收到 SYN 包，首先確認客戶的SYN，並對序列碼加1處理，發送一個自己的SYN包，攜帶一個自己的序列碼，即 SYN+ACK 包，此時服務器進入 SYN_RECV 狀態。（連接接收狀態）

3. 第3次握手：客戶端收到服務器端返回的 SYN+ACK 包，向服務器端發送確認包 ACK，並對服務器端的序列碼進行加1處理，此包發送完畢，兩端進入 ESTABLISHED 狀態，完成三次握手，之後服務器端和客戶端就開始進行數據傳輸。（建立連接狀態）

再說說Linux網絡編程的API

三、說下Linux網絡編程常用API

1 Linux網絡編程常用API

這裏至少需要知道下面的API接口。另外如果實力允許，也可以談談阻塞非阻塞，多路複用的select，poll，epoll等內容。

2 粘包現象

假設我們想將下面兩句話連續發給服務器。
(1) i respect you
(2) you respect me

ok，那麼對於服務器來說，總會有可能接收到諸如"i respect youyou respect me",這下服務器就懵了，這是啥？，因爲咋們沒有簽訂一個這樣結構的協議，所以就需要分包，那麼怎麼分也需要去組織一個比較好的結構。通常一個方法是可以在包頭存儲需要發送數據的長度，以確保接受。

四、再說說爲啥不是兩次握手或者四次握手？

爲什麼不是四次握手？下面模擬一次男女有對話
男友小藍:親愛的你能聽見我說話？下午去聽"房東的貓"演唱會(具有發送能力)
女友小小:嗯嗯，聽得到，狗子能聽見我的聲音嗎？(具有接受能力，發送能力)
男友小藍:能聽見，親愛能聽見嗎(具有接受能力)
女友小小:嗯？你是藍憨憨？我不說了我聽得見，是不是非要我再說一篇！！是想一個人去聽演唱會？

哈哈哈，這就是四次握手，多做了一次無用功。一定牢記只需要雙方具有發送和接受的能力就足矣。

爲什麼不是兩次握手呢？我們繼續模擬一次對話
男友小藍:親愛的你能聽見我說話？(具有發送能力)
女友小小:我能聽見的，你能聽見我說話？(具有接受能力，發送能力)

好了，這裏男友小藍沒有接受能力，女友說的話男友小藍也就可能沒收到。後續也就不知道怎麼操作了！那到底會出什麼問題呢？

假設在cientA第一次鏈接的過程中被阻塞了。如下圖所示。那麼這個時候因爲沒有收到server的應答，所以嘗試重發，這次沒有被阻塞就連接上server了。這個時候可以談情說愛了，說完就斷開了鏈接。

這個時候剛纔被阻塞的client發現網絡情況非常好了，就去鏈接server，server不管三七二十一，來了我就給你分配資源並回復你，兩次握手完成了鏈接。但是好馬不吃回頭草呀，client以爲你早就丟失了，所以不會和server進行數據的通信。這下完蛋了，server分配的資源白分配了，這就是浪費了服務器端的資源。那麼此時網絡超級差，server是不是有可能被耗盡資源呢？

五、最後聊一聊分析網絡程序的工具

1 網絡程序調試工具的思維導圖

2 詳解各個小工具

• tcpdump

和它類似的工具在windows中是wireshark，其採用底層庫winpcap/libpcap實現。採用了bpf過濾機制。下面我們看看提供的不同參數的含義。

參數名	含義
-n	使用IP地址表示主機。使用數字表示端口
-i	指定要監聽的端口。如果爲"-i any"表示住區所有網卡數據包
-v	輸出諸如ip數據包中的TTL更加詳細的信息
-t	不打印時間戳
-e	顯示以太網幀頭部信息
-c	僅僅抓取指定數量的數據包
-x	按照十六進制顯示數據包內容
-X	不僅僅輸出-x結果還輸出十六進制對應的ASCII字符
-s	設置抓包時的抓包長度
-w	將輸出結果定向到某個文件，一般爲pcap後綴
-r	從文件讀取數據包並顯示

知道了相關參數，下面看幾個案例

執行任務	執行命令
捕獲特定網口數據包	tcpdump -i eth0
捕獲特定個數(1000)的包	tcpdump -c 1000 -i eth0
將捕獲的包保存到文件	tcpdump -w a.pcap -i eth0
讀取pcap格式的包	tcpdump -r a.pcap
增加捕獲包的時間戳	tcpdump -n -ttt -i eth0
指定捕獲包的協議類型	tcpdump -i eth0 arp
捕獲指定端口	tcpdump -i eth0 post 22
捕獲特定目標ip+port的包	tcpdump -i eth0 dst address and port 22
捕獲DNS請求和響應	tcpdump -i eth0 -s0 port 53
匹配Http請求頭	tcpdump -s 0 -v -n -l | egrep -i “POST /|GET /|Host:”

• lsof

列出當前系統打開的文件描述符工具。可以得知感興趣的描述符是被哪些進程使用

同樣，我們看看相關參數

參數	描述	使用方法
-i	顯示sokcet文件描述符	lsof -i @ip:port
-c	顯示指定的命令打開的所有文件描述符	lsof -c processA(查看進程A打開了多少描述符)
-t	僅顯示打開了目標文件描述符的進程pid

老規矩，上幾個例子

執行任務	命令
列出所有的網絡鏈接	lsof -i
列出所有udp的網絡鏈接	lsof -i udp
列出誰在使用某個端口	lsof -i :3306
列出誰在使用特定的tcp端口	lsof -i tcp:80
根據文件描述範圍列出文件信息	lsof -d 2-3

• nc

nc–>“瑞士軍刀”。不知大家在滲透過程中，拿了shell有沒有使用nc搞點事兒。它用來快速構建網絡鏈接。常用來調試客戶端程序。

參數	描述
-i	設置數據包傳送的時間間隔
-l	以服務器方式運行。默認爲客戶端運行
-k	重複接受並處理某個端口上的所有鏈接
-p	以客戶端運行時強制其使用指定端口
-C	將CR和LF兩個字符作爲結束符
-u	使用udp協議。默認tcp協議
-X	nc客戶端餘代理服務器通信時默認爲socks5協議。
-z	掃描目標機器某個範圍服務是否開啓

小賤上案例

執行任務	執行命令
掃描機器A端口號在30-40的服務	nc -z A 30-40
連接服務器A 端口號爲5000	nc -C A 5000
傳送文件	MachineA:nc -v -n ip port <D:\a.exe MachineB:nc -v -l -p port >E:\a.exe

• netstat

netstat是一個網絡信息統計工具。它可以得到網卡接口上全部瞭解，路由表信息，網卡接口信息等。通常在網絡編程中我們用它來顯示TCP連接以及狀態信息。

參數	描述
-n	使用IP地址表示主機
-a	顯示結果中包含監聽的socket
-t	僅顯示TCP連接
-r	顯示路由信息
-i	顯示網卡接口數據流量
-c	每隔1s輸出一次
-o	顯示socket定時器的信息
-p	顯示socket所屬的進程的PID和名字

下面列舉幾個常用例子

執行任務	執行命令
列出所有連接	netstat -a
只列出TCP或者UDP	netstat -at/netstat -au
列出監聽中的連接	netstat -tnl
獲取進程名、進程號以及用戶 ID	nestat -nlpt
打印統計信息	netstat -s
netstat持續輸出	netstat -ct
打印active狀態的連接	netstat -atnp | grep ESTA
查看服務是否運行(npt)	netstat -aple| grep ntp

• vmstat

vmstat能夠實時輸出系統的進程信息，內存使用，cpu使用等資源的使用情況

參數	描述
-f	顯示系統自啓動以來執行的fork次數
-s	顯示內存相關統計信息
-d	顯示磁盤相關統計信息
-p	顯示指定磁盤分區統計信息
count	採樣次數。

看一下vmstat都有哪些輸出字段。

字段名	描述
procs	r表示等待運行的而進程數目。b表示處於不可中斷睡眠狀態的進程數目
memory	swpd：使用的虛擬內存量。free：空閒內存量。buff：用作緩衝區的內存量。cache：用作緩存的內存量。
swap	si：從磁盤換入的內存量（/s）。so：交換到磁盤的內存量（/s）。
io	bi：從塊設備接收的塊（blocks/s）。bo：發送到塊設備的塊（blocks/s）。
system	in：每秒中斷的次數，包括時鐘。cs：每秒上下文切換的次數。

這裏注意哈，如果查看磁盤的更加詳細信息，有另外iostat所得到的信心就更加詳細喲

• mpstat

能夠實時監測多處理器系統中各個cpu的使用情況。這個命令的執行需要安裝sysstat，在centos中執行yum install systat就好了。

然後我們看看各個字段什麼意思。

字段	描述
cpu	表示當前條信息屬於哪個cpu的數據
%usr	進程運行在用戶空間所佔cpu運行時間的比例
%nice	nice值爲負的進程運行在用戶空間的時間佔cpu總運行時間的比例
%iowait	cpu等待磁盤操作的時間佔cpu總運行時間的比例
%irq	cpu用於處理硬件中斷時間佔cpu總運行時間的比例
%soft	cpu用於處理軟件中斷的時間佔cpu用運行時間的比例
%steal	一對虛擬cpu。當超級管理員在處理某個虛擬cpu時，另一個等待它處理完才能運行。這段等待時間表示爲steal時間佔總運行時間的比例
%guest	運行虛擬cpu時間佔cpu總運行時間的比例
%idle	系統空閒時間佔cpu總運行時間的比例

六 結尾

好了，今天文章就到這了，如果你讀到這裏了，老鐵麼麼噠！非常感謝！
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