TCP連接/撤離中的三次握手與四次揮手過程

 相對於SOCKET開發者,TCP創建過程和鏈接折除過程是由TCP/IP協議棧自動創建的.因此開發者並不需要控制這個過程.但是對於理解TCP底層運作機制,相當有幫助.
 
   而且對於有網絡協議工程師之類筆試,幾乎是必考的內容.企業對這個問題熱情之高,出乎我的意料:-)。有時上午面試前強調這個問題,並重復講一次,下午幾乎每一個人都被問到這個問題。
 
因此在這裏詳細解釋一下這兩個過程。
 
TCP三次握手
 
所謂三次握手(Three-way Handshake),是指建立一個TCP連接時,需要客戶端和服務器總共發送3個包。
 
三次握手的目的是連接服務器指定端口,建立TCP連接,並同步連接雙方的序列號和確認號並交換 TCP 窗口大小信息.在socket編程中,客戶端執行connect()時。將觸發三次握手。
 
 
 
 
  • 第一次握手:
    客戶端發送一個TCP的SYN標誌位置1的包指明客戶打算連接的服務器的端口,以及初始序號X,保存在包頭的序列號(Sequence Number)字段裏。
  • 第二次握手:
    服務器發回確認包(ACK)應答。即SYN標誌位和ACK標誌位均爲1同時,將確認序號(Acknowledgement Number)設置爲客戶的I S N加1以.即X+1。


  • 第三次握手.
    客戶端再次發送確認包(ACK) SYN標誌位爲0,ACK標誌位爲1.並且把服務器發來ACK的序號字段+1,放在確定字段中發送給對方.並且在數據段放寫ISN的+1

SYN攻擊

   在三次握手過程中,服務器發送SYN-ACK之後,收到客戶端的ACK之前的TCP連接稱爲半連接(half-open connect).此時服務器處於Syn_RECV狀態.當收到ACK後,服務器轉入ESTABLISHED狀態.

  Syn攻擊就是 攻擊客戶端 在短時間內僞造大量不存在的IP地址,向服務器不斷地發送syn包,服務器回覆確認包,並等待客戶的確認,由於源地址是不存在的,服務器需要不斷的重發直 至超時,這些僞造的SYN包將長時間佔用未連接隊列,正常的SYN請求被丟棄,目標系統運行緩慢,嚴重者引起網絡堵塞甚至系統癱瘓。

 Syn攻擊是一個典型的DDOS攻擊。檢測SYN攻擊非常的方便,當你在服務器上看到大量的半連接狀態時,特別是源IP地址是隨機的,基本上可以斷定這是一次SYN攻擊.在Linux下可以如下命令檢測是否被Syn攻擊

netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV

一般較新的TCP/IP協議棧都對這一過程進行修正來防範Syn攻擊,修改tcp協議實現。主要方法有SynAttackProtect保護機制、SYN cookies技術、增加最大半連接和縮短超時時間等.

但是不能完全防範syn攻擊。

TCP 四次揮手

TCP的連接的拆除需要發送四個包,因此稱爲四次揮手(four-way handshake)。客戶端或服務器均可主動發起揮手動作,在socket編程中,任何一方執行close()操作即可產生揮手操作。


 

 

參見wireshark抓包,實測的抓包結果並沒有嚴格按揮手時序。我估計是時間間隔太短造成。

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