tcp 三次握手_tcp三次握手 - CSDN
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  • TCP三次握手详解-深入浅出(实例演示)

    万次阅读 多人点赞 2020-10-17 23:37:52
    TCP三次握手 TCP三次握手简单如下图: TCP三次握手的过程描述: 1.客户主动(active open)去connect服务器,并且发送SYN 假设序列号为J, 服务器是被动打开(passive open) 2.服务器在收到SYN后,它...

    TCP是属于网络分层中的传输层,因为OSI分为7层,感觉太麻烦了,所以分为四层就好了,简单。
    分层以及每层的协议,TCP是属于传输层,如下两张图:
    图1
    这里写图片描述

    TCP三次握手会涉及到状态转换所以这里贴出TCP的状态转换图如下:
    这里写图片描述

    TCP三次握手简述

    TCP三次握手如图:
    这里写图片描述

    第一次握手

    客户主动(active open)去connect服务器,并且发送SYN 假设序列号为J,
    服务器是被动打开(passive open)

    第二次握手

    服务器在收到SYN后,它会发送一个SYN以及一个ACK(应答)给客户,
    ACK的序列号是 J+1表示是给SYN J的应答,新发送的SYN K 序列号是K

    第三次握手

    客户在收到新SYN K, ACK J+1 后,也回应ACK K+1 以表示收到了,
    然后两边就可以开始数据发送数据了

    使用tcpdump观察如下:因为都是在本机同时运行client和server所以命令为:tcpdump -i lo port 5555, 只能监听回路lo接口,结果如下
    这里写图片描述
    如图用红色圈起来的就是3次握手,但是为什么最后一次握手,为什么ack = 1,而不是369535922 呢,
    这是因为这里的第三次握手tcpdump显示的是相对的顺序号。但是为了便于观察我们需要把tcpdump的
    顺序号变为绝对的顺序号。

    命令只需要加-S(大写)便可,即:tcpdump -i lo port 5555 -S
    加上之后结果就正常了如下图:
    这里写图片描述
    从tcpdump的数据,可以明显的看到三次握手的过程是:
    第一次握手:client syn 2322326583 —> server
    第二次握手:server syn 3573692787, ack 2322326583 + 1 —> client
    第三次握手:client ack 3573692787 + 1 -->server

    TCP三次握手详细解析过程:

    这里写图片描述

    第一次握手

    客户在socket() connect()后主动(active open)连接上服务器, 发送SYN ,这时客户端的状态是SYN_SENT
    服务器在进行socket(),bind(),listen()后等待客户的连接,收到客户端的 SYN 后,

    1.半连接队列(syn queue)未满

    服务器将该连接的状态变为SYN_RCVD, 服务器把连接信息放到半连接队列(syn queue)里面。

    2.半连接队列(syn queue)已满

    服务器不会将该连接的状态变为SYN_RCVD,且将该连接丢弃(SYN flood攻击就是利用这个原理,
    对于SYN foold攻击,应对方法之一是使syncookies生效,将其值置1即可,路径/proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies,
    即使是半连接队列syn queue已经满了,也可以接收正常的非恶意攻击的客户端的请求,
    但是这种方法只在无计可施的情况下使用,man tcp里面的解析是这样说的,
    这里写图片描述
    但是我不知道为什么Centos6.9默认是置为1,所以这让我很疑惑
    这里写图片描述)。
    半连接队列(syn queue)最大值 /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog
    这里写图片描述
    SYN flood攻击

    攻击方的客户端只发送SYN分节给服务器,然后对服务器发回来的SYN+ACK什么也不做,直接忽略掉,
    不发送ACK给服务器;这样就可以占据着服务器的半连接队列的资源,导致正常的客户端连接无法连接上服务器。-----[维基百科]

    (SYN flood攻击的方式其实也分两种,第一种,攻击方的客户端一直发送SYN,对于服务器回应的SYN+ACK什么也不做,不回应ACK, 第二种,攻击方的客户端发送SYN时,将源IP改为一个虚假的IP, 然后服务器将SYN+ACK发送到虚假的IP, 这样当然永远也得不到ACK的回应。)

    第二次握手

    服务器返回SYN+ACK给到客户端,客户端收到SYN+ACK后,状态从SYN_SENT变为ESTABLISHED,
    也即是connect()函数的返回。

    第三次握手

    全连接队列(accept queue)的最大值 /proc/sys/net/core/somaxconn (默认128)
    这里写图片描述
    全连接队列值 = min(backlog, somaxconn)
    这里的backlog是listen(int sockfd, int backlog)函数里面的那个参数backlog

    1.全连接队列(accept queue)未满

    服务器收到客户端发来的ACK, 服务端该连接的状态从SYN_RCVD变为ESTABLISHED,
    然后服务器将该连接从半连接队列(syn queue)里面移除,且将该连接的信息放到全连接队列(accept queue)里面。

    2.全连接队列(accept queue)已满

    服务器收到客户端发来的ACK, 不会将该连接的状态从SYN_RCVD变为ESTABLISHED。
    当然全连接队列(accept queue)已满时,则根据 tcp_abort_on_overflow 的值来执行相应动作
    /proc/sys/net/ipv4/tcp_abort_on_overflow 查看参数值
    这里写图片描述

    2.1 tcp_abort_on_overflow = 0

    则服务器建立该连接的定时器,

    这个定时器是一个服务器的规则是从新发送syn+ack的时间间隔成倍的增加,
    比如从新了第二次握手,进行了5次,这五次的时间分别是 1s, 2s,4s,8s,16s,
    这种倍数规则叫“二进制指数退让”(binary exponential backoff)

    给客户端定时从新发回SYN+ACK即从新进行第二次握手,(如果客户端设定的超时时间比较短就很容易出现异常)
    服务器从新进行第二次握手的次数/proc/sys/net/ipv4/tcp_synack_retries
    这里写图片描述

    2.2 tcp_abort_on_overflow = 1

    关于tcp_abort_on_overflow的解析如下:
    这里写图片描述
    意思应该是,当 tcp_abort_on_overflow 等于1 时,重置连接(一般是发送RST给客户端),
    至于怎么重置连接是系统的事情了。
    不过我在查资料的过程发现,阿里中间件团队博客说并不是发送RST, —[阿里中间件团队博客]

    这个博客跑的实例观察到的是服务器会忽略client传过来的包,然后client重传,一定次数后client认为异常,然后断开连接。
    当然,我们写代码的都知道代码是第一手的注释,实践是检验真理的唯一标准
    最好还是自己以自己实践为准,因为可能你的环境跟别人的不一样。)

    查看全连接队列(accept queue)的使用情况
    这里写图片描述
    如上图,第二列Recv-Q是,全连接队列接收到达的连接,第三列是Send-Q全连接队列的所能容纳最大值,
    如果,Recv-Q 大于 Send-Q 那么大于的那部分,是要溢出的即要被丢弃overflow掉的。

    感想:
    1.本来想写TCP连接的建立和终止的,没想到要讲清楚TCP连接的建立已经很大的篇幅了,就只讲TCP连接的建立而已。
    2.以前看书的时候,没有解决一个问题的来的深刻或者说脉络清晰,这个就是主题阅读的好处吧。
    3.以前没有养成一个遇到问题深入解析,解决问题的习惯,今后慢慢养成。
    4.暂时无

    下面的参考1有实例,会比较详细一点,清晰一些。
    参考:

    1. http://jm.taobao.org/2017/05/25/525-1/
    2. https://coolshell.cn/articles/11564.html
    3. https://zh.wikipedia.org/wiki/SYN_cookie
    4. https://zh.wikipedia.org/wiki/SYN_flood
    5. https://www.cnblogs.com/menghuanbiao/p/5212131.html
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  • TCP三次握手wireshark抓包分析

    万次阅读 多人点赞 2017-12-19 17:32:50
    一、wireshark过滤规则wireshark只是一个抓包工具,用其他抓包工具同样能够分析tcp三次握手协议。以下这张图片完整地展现了wireshark的面板。使用好wireshark一个关键是如何从抓到的众多的包中找到我们想要的那一个...

    本文内容有以下三个部分:

    1. wireshark过滤规则
    2. osi模型简述
    3. tcp三次握手

    一、wireshark过滤规则

    wireshark只是一个抓包工具,用其他抓包工具同样能够分析tcp三次握手协议。以下这张图片完整地展现了wireshark的面板。

    这里写图片描述

    使用好wireshark一个关键是如何从抓到的众多的包中找到我们想要的那一个。这里就要说filter过滤规则了。如上图,在过滤器方框,我们加上了ip.src==192.168.1.102 or ip.dst==192.168.1.102的过滤规则,意思是在封包列表中,只显示源ip地址为192.168.1.102或者目的ip地址为192.168.1.102的包。
    下面列举一些常用的过滤规则:

    1. 过滤IP,如来源IP或者目标IP等于某个IP
      如前面说的例子: ip.src==192.168.1.102 or ip.dst==192.168.1.102
      比如TCP,只显示TCP协议。
    2. 过滤端口
      tcp.dstport == 80 // 只显tcp协议的目标端口80
      tcp.srcport == 80 // 只显tcp协议的来源端口80
      也可以写成tcp.port eq 80 or udp.port eq 80 这样的模式
    3. 过滤协议
      单独写上tcp、udp、xml、http就可以过滤出具体协议的报文。你也可以用tcp or xml这样格式来过滤。
      我们还可以更加具体过滤协议的内容,如tcp.flags.syn == 0x02 表示显示包含TCP SYN标志的封包。
    4. 过滤mac地址
      eth.src eq A0:00:00:04:C5:84 // 过滤来源mac地址
      eth.dst==A0:00:00:04:C5:84 // 过滤目的mac地址
    5. http模式过滤
      http.request.method == “GET”
      http.request.method == “POST”
      http.request.uri == “/img/logo-edu.gif”
      http contains “GET”
      http contains “HTTP/1.”
      // GET包
      http.request.method == “GET” && http contains “Host: ”
      http.request.method == “GET” && http contains “User-Agent: ”
      // POST包
      http.request.method == “POST” && http contains “Host: ”
      http.request.method == “POST” && http contains “User-Agent: ”
      // 响应包
      http contains “HTTP/1.1 200 OK” && http contains “Content-Type: ”
      http contains “HTTP/1.0 200 OK” && http contains “Content-Type: “
    6. 过滤内容
      contains:包含某字符串
      ip.src==192.168.1.107 and udp contains 02:12:21:00:22
      ip.src==192.168.1.107 and tcp contains “GET”
      前面也有例子,http contains “HTTP/1.0 200 OK” && http contains “Content-Type: “

    更加高级的用法就不讨论了,读者有兴趣可以查阅wireshark官网用户手册

    二、osi模型简述

    OSI定义了网络互连的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层),即ISO开放互连系统参考模型。如下图左边部分。在每个分层中,都会对所发送的数据附加一个首部,在这个首部中包含了该层必要的信息,如源ip地址和目的ip地址等。
    这里写图片描述
    osi模型中,在下一层的角度看,当收到上一层的包时,全部会被认为是本层的数据,然后在本层中加上自己本层的首部,继续往下传递。一个数据包格式如下:
    这里写图片描述
    举一个例子,比如客户端应用程序A向远端服务器应用程序B发送“早上好”的数据,那么大致流程是这样的:

    1. 应用程序A把数据发送给下一层的TCP模块。
    2. TCP模块属于传输层。TCP在应用层数据的前端加上一个TCP首部。TCP首部中包含源端口号和目标端口号等信息。然后将包发送给IP模块。
    3. IP模块属于网络层。IP将TCP传过来的TCP首部和TCP数据合起来当做自己的数据,并且在TCP首部的前面加上自己的IP首部。IP首部包含了源ip地址和目的ip地址。然后,IP包将被发送给数据链路层,也就是以太网驱动程序。
    4. 从IP传过来的包,对于以太网驱动程序来说不过就是数据。给这些数据加上以太网首部,里面包含了源MAC地址和目的MAC地址。然后再通过物理层把数据发送给目的MAC地址。
    5. 服务器物理层接收到来自客户端的数据包时,首先从以太网的包首部找到MAC地址,判断是否为发给自己的包,如果不是就丢弃,如果是就向上转移给IP模块解析。
    6. IP模块收到IP包首部和后面的数据以后,判断包首部的目的ip地址与自己的ip地址是否匹配,如果匹配,就接收数据并传给TCP模块处理。
    7. TCP模块会检查端口号确定接收数据的应用程序是哪一个。
    8. 应用程序接收到数据包之后也会根据自己的规则判断做出一系列的处理。

    通过上面例子大致的过程,可以体会到从上而下发包再到从下而上收包的过程。

    三、tcp三次握手

    这里写图片描述
    上图为tcp三次握手,很多书籍都能看到。TCP提供面向有连接的通信传输,在数据通信开始之前先做好通信两端之间的准备工作。也就是说必须握手成功之后,才能进行通信。 接下来,用wireshark来抓取tcp三次握手报文。打开浏览器输入 http://blog.csdn.net/u014530704/article/。运用我们再前面介绍的过滤规则,在过滤框中输入http contains u014530704,找到如下包:
    这里写图片描述

    可以发现我们向服务器请求的包,其中目的ip地址是47.95.165.112。这个地址是blog.csdn.net的ip地址。
    然后我们找 ip.src==47.95.165.112 or ip.dst==47.95.165.112 的包,找到了如下:

    这里写图片描述
    红色方框为本机192.168.1.101和服务器47.95.165.112之间的三次握手协议。三次握手协议的过程为:

    1. 客户端通过TCP首部发送一个SYN包作为建立连接的请求等待确认应答。
    2. 服务器发送ACK包确认应答,发送SYN包请求连接。
    3. 客户端针对SYN包发送ACK包确认应答。

    最后,讲述一下看懂报文的方法。想要读懂tcp报文,头部至关重要,对着下图去看wireshark tcp报文,并且找到tcp首部各个字段代表的意思,你就能读懂tcp报文了。其他像以太网报文、ip报文、http报文等同样如此。

    这里写图片描述

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  • 一、TCP三次握手过程TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议,提供可靠的面向连接的服务,采用三次握手建立连接。1.名词解读SYN:同步序列号,用来发起一个连接。SYN=1的报文不能携带数据,但是消耗掉一...

    一、TCP三次握手过程

    TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议,提供可靠的面向连接的服务,采用三次握手建立连接。

    1.名词解读

    SYN:同步序列号,用来发起一个连接。SYN=1的报文不能携带数据,但是消耗掉一个序号。

    ACK:确认标识,当ACK=1时确认字段才有效。

    seq:序列号,即数据包本身的序列号,为连接以后传输数据使用;

    ack:对收到数据包的确认,值是等待接受的数据包的序列号(即期望对方继续发送的那个数据包的序列号

    2.TCP三次握手过程

    如下图为三次握手的过程。

    第一次:客户端C向服务端S发送连接请求报文,该报文首部中的SYN=1,ACK=0,随机选取一个序列号seq=i作为初始序列号。此时,客户端进入SYN_SEND同步已发送状态。

    第二次:服务端收到客户端的连接请求报文,如果同意建立连接,则发送确认报文。确认报文首部中SYN=1、ACK=1、ack=i+1、seq=j(服务端的初始序列号)。此时,服务器进入SYN_RCVD同步收到状态。

    注:为什么ack=i+1?

    答:服务器对客户端的数据进行确认,因为已经收到序列号为i的数据包,准备接受序列号为i+1的数据包,所以确认号ack=i+1。

    第三次:客户端收到服务端的确认报文之后,会向服务器发送确认报文,告诉服务器收到了它的确认报文并准备建立连接。确认报文首部中SYN=0、ACK=1、ack=j+1、seq=i+1。服务端收到客户端确认报文,此时,服务端进入ESTABLISHED已建立连接状态。

    :为什么seq=i+1?

    答:ACK报文段可以携带数据,因此如果不携带数据,不消耗序列号,则下一个报文的序列号仍然是seq=i+1;如果携带数据,则序列号为在i+1的基础上增加携带数据的大小。此处默认第三次握手客户端不发送携带数据的报文段。

    二、TCP为什么采用三次握手,而不是两次握手或四次握手?

    1.TCP三次握手理论背景

    (a)TCP提供可靠的面向连接的服务,TCP是全双工的,即任意一端可以发送数据,也可以接受数据,需要有一个发送序列号和接受序列号。

    (b)TCP三次握手的目的是同步连接双方的序列号和确认号,并交换TCP窗口大小信息,确认双方有收发数据的能力。

    2.为什么不是两次握手或四次握手?

    防止失效的连接请求报文段被服务端接受,从而产生错误。

    (a)如果建立连接需要两次握手,漫画图解:


    解读:

    皇上让A小栗子宣爱妃,A由于事情耽误没及时赶到宣口谕;

    皇上坐等右等,派出B小二去,并成功宣明了口谕;

    爱妃收到B小二的口谕,赶来陪皇上解闷儿;

    连接成功建立,等释放连接之后,A小栗子此时才姗姗来迟,宣明口谕,爱妃以为皇上独宠于己身,打扮花枝招展前来,由于旨意已失效,连接不存在,找不到是谁人宣,就一直等啊等啊等..........嘎嘎

        两次握手,客户端收到服务端的应答后进入ESTABLISHED(已建立连接状态),而服务端在收到客户端的连接请求之后就进入了ESTABLISHED状态。如果出现网络拥塞,客户端发送的连接请求报文A过了很久没有到达服务端,会超时重发请求报文B,服务端正确接受并确认应答,连接建立并开始通信传输数据,等通信结束之后释放连接。此时,如果之前失效的连接请求A到达服务端,由于两次握手就能成功建立连接,服务端收到请求A之后进入ESTABLISHED已建立连接状态,等待发送数据或者主动发送数据,此时,客户端已经进入CLISED断开连接状态,服务器会一直等下去,浪费服务器连接资源。

    (b)建立连接需要四次握手

    由于三次握手已经能确保建立可靠的连接,所以不需要四次或更多的握手。


             参考:https://blog.csdn.net/hacker00011000/article/details/52319111                                                                               

    以上是TCP三次握手面试过程会问到的一些常见问题个人见解,有误请指正交流。微笑

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  • 简述TCP三次握手和四次挥手过程

    万次阅读 多人点赞 2019-07-10 12:07:03
    ①TCP是一种精致的,可靠的字节流协议。 ②在TCP编程中,三路握手一般由客户端(Client)调用Connent函数发起。... 图 .TCP三次握手 (1)第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值s...

     

    ①TCP是一种精致的,可靠的字节流协议。

    ②在TCP编程中,三路握手一般由客户端(Client)调用Connent函数发起。

    ③TCP3次握手后数据收发通道即打开(即建立了连接)。

    ④简述三路握手过程:

                                             图 .TCP三次握手

    (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。
            
    ⑤SYN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。

    使用如下命令可以让之现行:#netstat -nap | grep SYN_RECV

    ⑥TCP连接的建立:SYN分节

           终止:FIN(finish)分节

    四次挥手

    所谓四次挥手(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。

    由于TCP连接是全双工的,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
    (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+1Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

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  • TCP协议三次握手和四次握手机制-动画详解

    万次阅读 多人点赞 2019-12-22 14:28:32
    TCP三次握手和四次挥手的问题在面试中是最为常见的考点之一。很多读者都知道三次和四次,但是如果问深入一点,他们往往都无法作出准确回答。 本篇尝试使用动画来对这个知识点进行讲解,期望读者们可以更加简单地地...
  • TCP为什么是三次握手和四次挥手

    万次阅读 多人点赞 2018-08-20 11:44:42
    为什么建立连接是三次握手断开连接是四次挥手? 三次握手的流程和四次挥手的流程是什么? 三次握手与四次回收分别对应TCP连接与断开过程 tcp报文格式 标志位含义 ACK:确认序号有效。 SYN:发起一个新连接。 ...
  • socket的TCP三次握手&&四次挥手

    万次阅读 2014-10-05 18:18:58
    socket中的TCP_IP的三次握手与四次挥手: (一)socket中TCP三次握手建立连接: (1)tcp建立连接要进行“三次握手”,即交换三个分组。大致流程如下: 客户端向服务器发送一个SYN J 服务器向...
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tcp 三次握手