筆記分享：網絡編程基礎之TCP的三次握手

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• 第一次握手：建立連接時，客戶端發送SYN包(seq=x)到服務器，並進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認；
  • 發送同步信號SYN=1，以及選擇一個初始的字節序號（任意一個正整數值）。
  • 客戶端的進程進入SYN-SENT的同步已發送狀態。
  • 發送的報文段又稱爲SYN報文段，是不能攜帶數據的，但需要消耗一個序號。
• 第二次握手：服務器收到SYN包，必須確認客戶的SYN(ack=x+1)，同時自己也發送一個SYN包(seq=y)，即SYN + ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態。
  • 發送確認連接，同步信號SYN=1，確認信號ACK=1，確認號ack=x+1，然後爲自己的緩存初始化一個序號seq=y
  • 然後服務器端就會進入一個SYN-RCVD同步收到狀態
  • 這段報文同樣不能攜帶數據，但需要消耗一個序號
• 第三次握手：客戶端收到服務器的SYN+ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=y+1)，此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。
  • 客戶端還需要回復一個確認服務器確認的迴應報文，確認信號ACK=1，確認號ack=y+1，自身序號seq = x+1
  • 這個報文段可攜帶數據，也可不攜帶，如果不攜帶就不需要消耗序號
  • 然後進入數據傳送過程
• 爲什麼需要三次握手才能建立起連接
  • 爲了初始化Sequence Number的初始值，來確保接收到的數據，沒有因網絡問題而亂序。
  • 第三次握手主要目的是告知服務器，客戶端已接收到服務端的Sequence Number
• 首次握手的隱患---SYN超時
  • Server收到Client的SYN，回覆SYN-ACK的時候未收到ACK確認
  • Server不斷重試直至超時，Linux默認重試5次，重試時間從1秒開始，每次都翻倍，1+2+4+8+16=31秒，再等待32未迴應，判斷超時。因此Linux默認等待63秒才斷開連接
  • 這裏會造成一個安全隱患，不斷觸發連接，耗盡連接請求隊列資源，讓正常的連接隊列無法連接。
  • 針對SYN Flood的防護措施
    • SYN隊列滿後，通過tcp_syncookies參數回發SYN Cookie，服務端通過原地址端口、目標地址端口、時間戳打造出一個特殊的Sequence Number回發回去，簡稱tcp_syncookies。
    • 若爲正常連接則Client會回發SYN Cookie，直接建立連接
• 建立連接後，Client出現故障怎麼辦
  • 保活機制
    • 向對方發送保活探測報文，如果未收到相應則繼續發送
    • 嘗試次數打到保活探測數仍未收到響應則中斷連接