tcp协议三次握手图(tcp协议为什么要三次握手)

TCP三次握手 TCP是主机对主机层的传输控制协议，提供可靠的连接服务，采用三次握手确认建立一个连接:位码即tcp标志位,有6种标示:SYN(synchronous建立联机)ACK(acknowledgement确认)PSH(push传送)FIN(finish结束)RST(reset重置)URG(urgent紧急)Sequencenumber(顺序号码)Acknowledgenumber(确认号码)第一次握手：主机A发送位码为syn=1,随机产生seqnumber=1234567的数据包到服务器，主机B由SYN=1知道，A要求建立联机;第二次握手：主机B收到请求后要确认联机信息，向A发送acknumber=(主机A的seq+1),syn=1,ack=1,随机产生seq=7654321的包第三次握手：主机A收到后检查acknumber是否正确，即第一次发送的seqnumber+1,以及位码ack是否为1，若正确，主机A会再发送acknumber=(主机B的seq+1),ack=1，主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。 完成三次握手，主机A与主机B开始传送数据。

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：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：TCP三次握手简述TCP三次握手如图：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：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 -->serverTCP三次握手详细解析过程：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，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)。半连接队列(syn queue)最大值 /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlogSYN 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)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backlog1.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_retries2.2 tcp_abort_on_overflow = 1关于tcp_abort_on_overflow的解析如下：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。下面的参考1有实例，会比较详细一点，清晰一些。参考：http://jm.taobao.org/2017/05/25/525-1/https://coolshell.cn/articles/11564.htmlhttps://zh.wikipedia.org/wiki/SYN_cookiehttps://zh.wikipedia.org/wiki/SYN_floodhttps://www.cnblogs.com/menghuanbiao/p/5212131.html————————————————版权声明：本文为CSDN博主「jun2016425」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接：https://blog.csdn.net/jun2016425/article/details/81506353
这是你创建的套接字类型决定的,常用的套接字是数据流类型(TCP)和数据报文类型(UDP),创建这些类型的套接字的时候就已经带上了相应的协议栈,这些握手信息在协议栈内部就已经实现了,不需要上层应用去实现 如果你想自己去控制握手信息,需要创建原始套接字,这种类型的套接字是基于IP层的,很多抓包工具就是通过这种类型的套接字来实现的,在这一层上你就可以自己定义处理握手信息,但这样相当于你要自己来实现TCP协议栈了,这难度太高,而且一般情况下也没必要 如果只是对握手的过程感兴趣,安装一个抓包工具观察一下连接的时候C/S之间的通信数据包就可以了
TCP需要三次握手才能建立连接，那么为什么需要三次握手呢？

TCP握手协议 ：在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接。1、第一次握手：建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认； SYN：同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)2、第二次握手：服务器收到syn包,必须确认客户的SYN（ack=j+1）,同时自己也发送一个SYN包（syn=k）,即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态；3、第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。完成三次握手,客户端与服务器开始传送数据。所谓的三次握手（three times handshake；three-way handshaking）即对每次发送的数据量是怎样跟踪进行协商使数据段的发送和接收同步，根据所接收到的数据量而确定的数据确认数及数据发送、接收完毕后何时撤消联系，并建立虚连接。为了提供可靠的传送，TCP在发送新的数据之前，以特定的顺序将数据包的序号，并需要这些包传送给目标机之后的确认消息。TCP总是用来发送大批量的数据。当应用程序在收到数据后要做出确认时也要用到TCP。
1.TCP协议在七层结构之中的第四层，也就是传输层。它就是著名的“数据传输控制协议”，是网络协议中应用最广泛的协议之一。 2.TCP协议建立连接，产生会话，面向字节流，进行可靠的传输，确保数据从一个节点完整的到另外一个节点。 3.传输数据之前，客户端首先向服务器端发送一个SYN=1（触发标志）的触发数据包，等待服务器端的确认。
1.三次握手建立连接： 第一次握手：客户端发送syn包(seq=x)到服务器，并进入syn_send
建立TCP连接时，被动打开一端在收到对端SYN前所处的状态为（ ）。

两将军问题：红蓝两军作战，蓝军战斗力强大，红1军或红2军与其单独作战都打不过蓝军，所以需要红一军与红二军联合对蓝军发起进攻，红军1首先通知红军2明早10点发起总攻，如图1-1，红军2接到消息需要回复“好的红军1，我已经收到你得消息，确认明早10点发动总攻”。因为消息传递路线必须经过蓝军营地，所以双方传递消息的信使很有可能被蓝军俘获。为了确保消息的可靠性，红1、红2双方在发出一个消息之后都想得到对方的消息回执。但是这会导致消息无线循环下去，如图1-2。那么如何解决这个可靠性的问题呢，其实没有办法解决，只要保证双方各自都有一次成功的发送、回执就可以了。两将军问题也存在网络世界里，客户端、服务器建立连接不可能无限的确认下去，只要保证客户端和服务器分别对自己的收、发能力做一次确认即可，如下图。 客户端和服务器分别对自己的收、发能力做一次确认至少需要3次握手。3次握手的具体过程、状态如下：（1）首先客户端和服务器都处于CLOSED状态。（2）服务器处于LISTEN状态，具体为服务器调用Socket、bind、listen函数，进入阻塞状态。（3）客户端发送SYN（同步序列编号），发送完毕客户端进入SYN_SENT状态。（4）服务端收到SYN，发送SYN+ASK，发送完毕进入SYN_RCVD状态。（5）客户端收到服务端发来的SYN+ASK，发送服务端等待的ASK，发送完毕客户端进入ESTABLISHED状态，准备数据传输,到此客户端已经满足了对自己收发能力的一次验证。（6）服务端收到客户端发来的ASK，与客户端一样，到此服务端也已经满足了对自己收发能力的一次验证，所以也进入ESTABLISHED状态，准备数据传输。（7）准备开始传输数据TCP断开连接有两种情况或者说是场景，1 客户端先断开连接，当然也可能是服务器先断开连接，总之是一前一后。 2 双方同时发起断开连接操作。下面分别介绍两种场景：（1）客户端先发起断开连接操作，客户端向服务端发送FIN，发送完毕客户端进入FIN_WAIT_1状态。（2）服务端收到客户端发来的FIN，服务端发送ACK，发送完毕进入CLOSED_WAIT状态。（3）客户端收到服务端的ACK回复，客户端进入FIN_WAIT_2状态，如果后面服务端没有回应客户端，在TCP协议层面来讲，客户端将永远停留在这个状态了，不过还好，操作系统着这块做了处理，有一个超时时间。（4）此时TCP连接进入半关闭状态，即客户端主，服务端从的这条线路已经关闭，不过服务端主，客户端从的这条线路还处于打开状态。（5）服务端向客户端发送FIN，发送完毕，服务端进入LAST_ASK状态。（6）客户端收到服务端的FIN后回复服务端ACK，回复完毕进入TIME_WAIT状态，为什么要进入这个状态？因为第6步是客户端的最后一条回复，服务端很有可能收不到，收不到服务端就会重发，所以客户端还要等待一会。（7）服务端收到客户端的ACK回复之后，不再做响应，回到初始的CLOSED状态，在连接池中等待下一次的复用。（8）客户端保持TIME_WAIT状态，超时之后同样进入CLOSED状态。场景二（1）客户端、服务器双方同时发送FIN，双方同时进入FIN_WAIT_1状态（2）双方都接到了对方的ACK，此时双方都会进入CLOSING状态。（3）双方同时进入TIME_WAIT状态，为什么要进入这个状态而不是直接进入CLOSED状态呢？假设客户端和服务端本次是第X次建立连接、关闭连接。如果立即关闭，随后建立第X+1次连接，建立连接成功之后，第X次的丢包的数据有可能绕了一大圈又回来了，那就会出现数据错误，为了避免这种情况所以要进入TIME_WAIT状态，以保证旧连接的数据不会再回来。（4）TIME_WAIT超时之后，双双进入CLOSED状态。有了上面对TCP连接3次握手4次挥手的介绍，再来理解TCP的状态图就不困难了，无非就是对TCP连接3次握手4次挥手过程的打包概述而已。

答:如下图所示。客户端主动发出请求，并令其SYN=1， 并设置S1Q序号值等于X;服务器端接收到请求之后进行响应，发送SYN=1，ACK=1，表示同意建立连接，开始分配服务器资源。同时服务器端发送序号seq=y，服务器期待收到的数据序号ack=x+1;客户端收到服务器的期待以后，并发送序号seq=x+1对应的数据，同时ack=y+1表示期待收到序号为y+1对应的数据;