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  • TCP释放连接四次挥手)

    万次阅读 2020-06-05 15:30:23
    TCP连接释放的过程通常称为四次握手或者四次挥手 (1)客户端打算关闭连接时,向其TCP发送一个连接释放报文段,并停止发送数据,主动关闭TCP连接,该报文段的FIN标志位被置1,seq=u,它等于前面已传送的数据的...

    天下没有不散的宴席,TCP同样如此,参与TCP连接的两个进程中的任何一个都能终止该连接。TCP连接释放的过程通常称为四次握手或者四次挥手

    (1)客户端打算关闭连接时,向其TCP发送一个连接释放报文段,并停止发送数据,主动关闭TCP连接,该报文段的FIN标志位被置为1,seq=u,它等于前面已传送的数据的最后一个字节的序号加1(FIN报文段即使不携带数据,也要消耗一个序号)。TCP时全双工的,即可以想象为一跳TCP连接上有两条数据通路。发送FIN报文时,发送FIN的一端不能再发送数据,即关闭了其中一跳数据通路,但对方还可以发送数据。

    (2)服务器收到连接释放报文段后即发出确认,确认号为ack=u+1,而这个报文段自己的序号是v,等于它前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加+。此时,从客户机到服务器这个方向的连接就释放了,TCP连接处于半关闭状态。但服务器若发送数据,客户机仍要接收,即从服务器到客户机这个方向的连接并未关闭。

    (3)若服务器已经没有要向客户机发送的数据,就通知TCP释放连接,此时其发出FIN=1的连接释放报文段。

    (4)客户机收到连接释放报文段后,必须发出确认。在确认报文段中,ACK字段被置为1,确认号ack=w+1,序号seq=u+1.此时TCP连接还未释放,必须经过时间等待计时器设置的时间2MSL后,A才进入连接关闭状态(避免报文段丢失,导致服务器未关闭)。

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  • TCP释放连接四次挥手 第一次:发送方向接收方发送FIN释放连接请求报文,进入第一个等待时间FIN-WAIT-1 第二次:接收方收到发送方的释放连接的请求,向发送方发送ack表示收到发送方的释放连接请求,但是还无法立即...

    TCP释放连接的四次挥手

    • 第一次:发送方向接收方发送FIN释放连接请求报文,进入第一个等待时间FIN-WAIT-1
    • 第二次:接收方收到发送方的释放连接的请求,向发送方发送ack表示收到发送方的释放连接请求,但是还无法立即关闭,因为还要未完成处理的发送请求,因此进行关闭等待阶段,在这个期间接收方可以处理还未完成的发送请求;发送方收到接收方的第一次确认后进行第二次等待,等待它处理完发送请求(在这期间还可以进行数据的传输。)
    • 接收方处理完成之后,向发送方发送释放连接请求表示自己已经可以执行释放连接操作,并且携带ack再次确认。然后进入最后确认等待,等待发送方的确认,如果没有收到接收方ack,那么会进行重传。
    • 第四次:发送方收到接收方的再次确认,最后向接收方发送释放连接的确认。然后进行开启等待计时器(默认2MSL),在等待计时器期间是不会释放连接的(还会继续占用端口),最后等待计时器结束后,释放资源
    MSL(Maximum Segment Lifetime),最长报文段寿命,它是任何报文在网络上存在的最长的最长时间,超过这个时间报文将被丢弃。一般建议设置为2分钟
    

    在这里插入图片描述

    为什么需要四次挥手?

    因为不像建立连接的过程,接收方收到连接请求后可以立即发送SYN进行连接,释放资源时,接受方在收到发送方的释放连接请求后,还需要一段时间来处理未完成的发送请求,这里需要两次确认发送方的请求:第一次是未处理完,我还不能释放,但是收到了你的请求,告诉发送方一声,等等我;第二次确认表示已经处理完请求了,我也可以进行释放了。因此需要四次

    为什么需要接收方最后需要等待2MSL

    本质原因是网络是不可靠的,所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。如果发送方的最后一次ack没有被接收方收到的话,那么接收方会进行重传第三次的释放连接请求,TIME_WAIT就是为了在这种情况下重发丢失了的ack报文。
    也就是:

    接收方等待最后一次ack+重发的第三次释放连接请求到达发送方的时间<=2MSL,因此需要等待2MSL。
    
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  • TCP建立连接三次握手和释放连接四次握手

    万次阅读 多人点赞 2016-09-14 14:55:09
    TCP建立连接三次握手和释放连接四次握手  【尊重原创,转载请注明出处】http://blog.csdn.net/guyuealian/article/details/52525724  在谈及TCP建立连接和释放连接过程,先来简单认识一下TCP报文段首部格式...

    TCP建立连接三次握手和释放连接四次握手

        【尊重原创,转载请注明出处】http://blog.csdn.net/guyuealian/article/details/52535294
         在谈及TCP建立连接和释放连接过程,先来简单认识一下TCP报文段首部格式 的的几个名词 (这里只是简单说明,具体请查看相关教程)

        序列号seq:占4个字节,用来标记数据段的顺序,TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号,第一个字节的编号由本地随机产生;给字节编上序号后,就给每一个报文段指派一个序号;序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。
        确认号ack:占4个字节,期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号;序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号;而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号;因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号。
        确认ACK:占1位,仅当ACK=1时,确认号字段才有效。ACK=0时,确认号无效
        同步SYN:连接建立时用于同步序号。当SYN=1,ACK=0时表示:这是一个连接请求报文段。若同意连接,则在响应报文段中使得SYN=1,ACK=1。因此,SYN=1表示这是一个连接请求,或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1,握手完成后SYN标志位被置0。
        终止FIN:用来释放一个连接。FIN=1表示:此报文段的发送方的数据已经发送完毕,并要求释放运输连接
        PS:ACK、SYN和FIN这些大写的单词表示标志位,其值要么是1,要么是0;ack、seq小写的单词表示序号。
    一、TCP建立连接三次握手
    (1)、三次握手的过程
       1)主机A向主机B发送TCP连接请求数据包,其中包含主机A的初始序列号seq(A)=x。 (其中报文中同步标志位SYN=1,ACK=0,表示这是一个TCP连接请求数据报文;序号seq=x,表明传输数据时的第一个数据字节的序号是x)
       2)主机B收到请求后,会发回连接确认数据包。
    (其中确认报文段中,标识位SYN=1,ACK=1,表示这是一个TCP连接响应数据报文,并含主机B的初始序列号seq(B)=y,以及主机B对主机A初始序列号的确认号ack(B)=seq(A)+1=x+1)
       3)第三次,主机A收到主机B的确认报文后,还需作出确认,即发送一个序列号seq(A)=x+1;确认号为ack(A)=y+1的报文;
    (2)为什么需要第三次握手?
         还要再发送一次确认是为了,防止已失效的连接请求报文段突然又传到了B,因而产生错误。
         已失效的报文段:正常情况下:A发出连接请求,但因为丢失了,故而不能收到B的确认。于是A重新发出请求,然后收到确认,建立连接,数据传输完毕后,释放连接,A发了2个,一个丢掉,一个到达,没有“已失效的报文段”
         但是,某种情况下,A的第一个在某个节点滞留了,延误到达,本来这是一个早已失效的报文段,但是在A发送第二个,并且得到B的回应,建立了连接以后,这个报文段竟然到达了,于是B就认为,A又发送了一个新的请求,于是发送确认报文段,同意建立连接,假若没有三次的握手,那么这个连接就建立起来了(有一个请求和一个回应),此时,A收到B的确认,但A知道自己并没有发送建立连接的请求,因为不会理睬B的这个确认,于是呢,A也不会发送任何数据,而B呢却以为新的连接建立了起来,一直等待A发送数据给自己,此时B的资源就被白白浪费了。但是采用三次握手的话,A就不发送确认,那么B由于收不到确认,也就知道并没有要求建立连接。
         简而言之: 第三次握手,主机 A 发送一次确认是为了防止: 如果客户端迟迟没有收到服务器返回的确认报文,这时他会放弃连接,重新启动一条连接请求;但问题是:服务器不知客户端没收到,所以他会收到两个连接请求,白白浪费了一条连接开销。

    二、TCP释放连接四次握手
    (1)四次握手过程
      假设主机A为客户端,主机B为服务器,其释放TCP连接的过程如下:
        1) 关闭客户端到服务器的连接:首先客户端A发送一个FIN,用来关闭客户到服务器的数据传送,然后等待服务器的确认。其中终止标志位FIN=1,序列号seq=u
       2) 服务器收到这个FIN,它发回一个ACK,确认号ack为收到的序号加1。
       3) 关闭服务器到客户端的连接:也是发送一个FIN给客户端。
       4) 客户段收到FIN后,并发回一个ACK报文确认,并将确认序号seq设置为收到序号加1。
         首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方执行被动关闭。

         主机A发送FIN后,进入终止等待状态, 服务器B收到主机A连接释放报文段后,就立即给主机A发送确认,然后服务器B就进入close-wait状态,此时TCP服务器进程就通知高层应用进程,因而从A到B的连接就释放了。此时是“半关闭”状态。即A不可以发送给B,但是B可以发送给A。
      此时,若B没有数据报要发送给A了,其应用进程就通知TCP释放连接,然后发送给A连接释放报文段,并等待确认。A发送确认后,进入time-wait,注意,此时TCP连接还没有释放掉,然后经过时间等待计时器设置的2MSL后,A才进入到close状态。

    (2)为什么要等待2MSL呢?
        MSL即Maximum Segment Lifetime,也就是最大
    报文生存时间,他是任何报文在网络上存在的最长时间,超过这个时间报文将被丢弃。引用《TCP/IP详解》中的话:“它(MSL)是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间”。RFC 793中规定MSL为2分钟,实际应用中常用的是30秒,1分钟和2分钟等。
        TCP的TIME_WAIT状态需要等待2MSL,当TCP的一端发起主动关闭,在发出最后一个ACK包后,即第3次握手完成后发送了第四次握手的ACK包后就进入了TIME_WAIT状态,必须在此状态上停留两倍的MSL时间,等待2MSL时间主要目的是怕最后一个ACK包对方没收到,那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包,主动关闭端接到重发的FIN包后可以再发一个ACK应答包。在TIME_WAIT状态时两端的端口不能使用,要等到2MSL时间结束才可继续使用。当连接处于2MSL等待阶段时任何迟到的报文段都将被丢弃。不过在实际应用中可以通过设置SO_REUSEADDR选项达到不必等待2MSL时间结束再使用此端口。
        概括原因如下:
        ①、为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B。即最后这个确认报文段很有可能丢失,那么B会超时重传,然后A再一次确认,同时启动2MSL计时器,如此下去。如果没有等待时间,发送完确认报文段就立即释放连接的话,B就无法重传了(连接已被释放,任何数据都不能出传了),因而也就收不到确认,就无法按照步骤进入CLOSE状态,即必须收到确认才能close。
        ②、防止“已失效的连接请求报文段”出现在连接中。经过2MSL,那些在这个连接持续的时间内,产生的所有报文段就可以都从网络中消失。即在这个连接释放的过程中会有一些无效的报文段滞留在楼阁结点,但是呢,经过2MSL这些无效报文段就肯定可以发送到目的地,不会滞留在网络中。这样的话,在下一个连接中就不会出现上一个连接遗留下来的请求报文段了。
    可以看出:B结束TCP连接的时间比A早一点,因为B收到确认就断开连接了,而A还得等待2MSL.

    (3)为什么TCP释放连接需要四次?
          TCP建立连接要进行三次握手,而断开连接要进行四次。这是由于TCP的半关闭造成的。因为TCP连接是全双工的(即数据可在两个方向上同时传递)所以进行关闭时每个方向上都要单独进行关闭。这个单方向的关闭就叫半关闭。当一方完成它的数据发送任务,就发送一个FIN来向另一方通告将要终止这个方向的连接。
         注意:
         1)发送了FIN只是表示这端不能继续发送数据(应用层不能再调用send发送),但是还可以接收数据。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动,一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据,比如:如主机A收到主机B的FIN断开TCP连接请求,只是表示主机B已经发送完数据,主机A收到FIN后作出应答,并终止这个方向的数据传输,此时处于半关闭状态。但是主机A仍然可以发送数据的,只有当主机A发送完数据并发送FIN给主机B时,主机B才停止这个方向的数据传输,并关闭TCP连接。
         2)在很多时候,TCP连接的断开都会由TCP层自动进行,例如你CTRL+C终止你的程序,TCP连接依然会正常关闭,你可以写代码试试。





    参考资料:
    《TCP协议三次握手连接四次握手断开和DOS攻击》http://blog.csdn.net/fw0124/article/details/7452695

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  • 为什么tcp建立连接需要三次握手断开连接四次挥手 syn(synchronous)同时的,同步的,在http中指建立请求的第一个包 ack (acknowledgement) 确认的意思 fin(finally) 我要最后一次啦,我暂时这样理解这个含义...

     

    为什么tcp建立连接需要三次握手断开连接是四次挥手

     

    syn(synchronous)同时的,同步的,在http中指建立请求的第一个包

    ack (acknowledgement) 确认的意思

    fin(finally) 我要最后一次啦,我暂时这样理解这个含义

    今天终于搞清楚了第四次的包是怎么回事,原来第四次的发送包不算在3次握手里面,第四次包是刷新window size用的,也就是告诉服务端根据当前网络,计算出来应该传输多少自己的数据才不会拥塞,是不是看到  win 12859,就是这个道理

    建立TCP需要三次握手才能建立,而断开连接则需要四次挥手。整个过程如下图所示:

     

    先来看看如何建立连接的。

    首先Client端发送连接请求报文,Server段接受连接后回复ACK报文,并为这次连接分配资源。Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文,并分配资源,这样TCP连接就建立了。

    那如何断开连接呢?简单的过程如下:

    【注意】中断连接端可以是Client端,也可以是Server端。

    假设Client端发起中断连接请求,也就是发送FIN报文。Server端接到FIN报文后,意思是说"我Client端没有数据要发给你了",但是如果你还有数据没有发送完成,则不必急着关闭Socket,可以继续发送数据。所以你先发送ACK,"告诉Client端,你的请求我收到了,但是我还没准备好,请继续你等我的消息"。这个时候Client端就进入FIN_WAIT状态,继续等待Server端的FIN报文。当Server端确定数据已发送完成,则向Client端发送FIN报文,"告诉Client端,好了,我这边数据发完了,准备好关闭连接了"。Client端收到FIN报文后,"就知道可以关闭连接了,但是他还是不相信网络,怕Server端不知道要关闭,所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态,如果Server端没有收到ACK则可以重传。“,Server端收到ACK后,"就知道可以断开连接了"。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复,则证明Server端已正常关闭,那好,我Client端也可以关闭连接了。Ok,TCP连接就这样关闭了!

    整个过程Client端所经历的状态如下


    而Server端所经历的过程如下

    【注意】 在TIME_WAIT状态中,如果TCP client端最后一次发送的ACK丢失了,它将重新发送。TIME_WAIT状态中所需要的时间是依赖于实现方法的。典型的值为30秒、1分钟和2分钟。等待之后连接正式关闭,并且所有的资源(包括端口号)都被释放。

    【问题1】为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?
    答:因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。

    【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态?

    答:虽然按道理,四个报文都发送完毕,我们可以直接进入CLOSE状态了,但是我们必须假象网络是不可靠的,有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。

    【问题3】tcp连接时为什么需要第三次握手

    为了防止已经失效的连接请求报文段又突然传到服务端,因而产生错误。A发送的一个连接请求在网络结点的时间滞留,以至于延误到连接释放的某个时间才到达B。B收到这个请求的报文段后,误以为A又发出了一次新的请求连接,于是向A发送确认报文段,同一建立连接。但是由于A并没有发出新的请求连接,所以A不会理睬B的确认也不会向B发送数据。但B却认为连接已经建立,一直等待A发来数据。B的资源就白白浪费了。

    【问题4】syn攻击的原理和防范

      在三次握手过程中,服务器发送SYN-ACK之后,收到客户端的ACK之前的TCP连接称为半连接(half-open connect).此时服务器处于Syn_RECV状态.当收到ACK后,服务器转入ESTABLISHED状态.
    Syn攻击就是 攻击客户端 在短时间内伪造大量不存在的IP地址,向服务器不断地发送syn包,服务器回复确认包,并等待客户的确认,由于源地址是不存在的,服务器需要不断的重发直 至超时,这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列,正常的SYN请求被丢弃,目标系统运行缓慢,严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。
    Syn攻击是一个典型的DDOS攻击。检测SYN攻击非常的方便,当你在服务器上看到大量的半连接状态时,特别是源IP地址是随机的,基本上可以断定这是一次SYN攻击.在Linux下可以如下命令检测是否被Syn攻击
    netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV
    一般较新的TCP/IP协议栈都对这一过程进行修正来防范Syn攻击,修改tcp协议实现。主要方法有SynAttackProtect保护机制、SYN cookies技术、增加最大半连接和缩短超时时间等.
    但是不能完全防范syn攻击。

     

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为什么tcp释放连接需要四次