TCP三次握手建立连接，四次挥手释放连接

TCP/IP协议栈

TCP/IP这个协议遵守一个四层的模型概念：应用层、传输层、互联层和网络接口层。

TCP 三次握手

TCP 连接是通过三次握手进行初始化的。

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。

以下步骤，概述了通常情况下客户端计算机联系服务器计算机的过程：

1. 客户端向服务器发送一个 SYN 置位的 TCP 报文，其中包含连接的初始序列号 x 和一个窗口大小（表示客户端上用来存储从服务器发送来的传入段的缓冲区的大小）。

2. 服务器收到客户端发送过来的 SYN 报文后，向客户端发送一个 SYN 和 ACK 都置位的 TCP 报文，其中包含它选择的初始序列号 y 、对客户端的序列号的确认 x+1 和一个窗口大小（表示服务器上用来存储从客户端发送来的传入段的缓冲区的大小）。

3. . 客户端接收到服务器端返回的 SYN+ACK 报文后，向服务器端返回一个确认号 y+1 和序号 x+1 的 ACK 报文，一个标准的 TCP 连接完成。

TCP 使用类似的握手过程来结束连接。

这可确保两个主机均能完成传输并确保所有的数据均得以接收

TCP Client	Flags	TCP Server
1 Send SYN (seq=x)	----SYN--->	SYN Received
2 SYN/ACK Received	<--SYN/ACK--	Send SYN (seq=y) ， ACK (x+1)
3 Send ACK (y+1)	----ACK--->	ACK Received ， Connection Established
w: ISN (Initial Sequence Number) of the Client
x: ISN of the Server

TCP/IP 协议的连接建立与释放

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，如图1所示。

（1）第一次握手：建立连接时，客户端A发送SYN包（SYN=j）到服务器B，并进入SYN_SEND状态，等待服务器B确认。

（2）第二次握手：服务器B收到SYN包，必须确认客户A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B进入SYN_RECV状态。

（3）第三次握手：客户端A收到服务器B的SYN＋ACK包，向服务器B发送确认包ACK（ACK=k+1），此包发送完毕，客户端A和服务器B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。

SYN攻击

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。

图1 TCP三次握手建立连接

由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。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。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。

（1）客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送（报文段4）。

（2）服务器B收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1（报文段5）。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。

（3）服务器B关闭与客户端A的连接，发送一个FIN给客户端A（报文段6）。

（4）客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1（报文段7）。

TCP采用四次挥手关闭连接如图2所示。

图2 TCP四次挥手关闭连接

1．为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？

这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

2．为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态？

这是因为虽然双方都同意关闭连接了，而且握手的4个报文也都协调和发送完毕，按理可以直接回到CLOSED状态（就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样）；但是因为我们必须要假想网络是不可靠的，你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到，因此对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文，而重发FIN报文，所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文。

通俗大白话来理解TCP协议的三次握手和四次分手

TCP的三次握手与四次挥手理解及面试题

TCP协议三次握手和四次握手

原文： TCP三次握手/四次挥手

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