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理解HTTP三次握手和四次握手的过程

2020-07-30 20:31:26  阅读:34  来源: 互联网

标签:HTTP ACK 握手 SYN TCP 连接 四次 报文


1.TCP报文格式

TCP报头中的源端口号和目的端口号同IP数据报中的源IP与目的IP唯一确定一条TCP连接

序号(4字节=32位):

    37 59 56 75

    用来标识TCP发端向TCP收端发送的数据字节流

确认序号(4字节=32位):

    由于该报文为SYN报文,ACK标志为0,故没有确认序号(ACK标志为1时确认序号才有效)TCP协议规定,只有ACK=1时有效,也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1

    一旦连接建立,该值将始终发送(同ACK标志)

头部长度:该字段占用4位,用来表示报文首部的长度,单位是4Byte。如:headLen = ((packet[12]>>4)&0x0F)*4;

预留6位:长度为6位,作为保留字段,暂时没有什么用处。

 

URG:长1位,表示紧急指针字段有效;

ACK:长1位,置位表示确认号字段有效;TCP协议规定,只有ACK=1时有效,也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1

PSH:长1位,表示当前报文需要请求推(push)操作;

RST:长1位,置位表示复位TCP连接;

SYN:长1位,在连接建立时用来同步序号。当SYN=1而ACK=0时,表明这是一个连接请求报文。对方若同意建立连接,则应在响应报文中使SYN=1和ACK=1. 因此,SYN置1就表示这是一个连接请求或连接接受报文。

FIN:长1位,用于释放TCP连接时标识发送方比特流结束;即完,终结的意思, 用来释放一个连接。当 FIN = 1时,表明此报文段的发送方的数据已经发送完毕,并要求释放连接。

窗口大小:长度为16位,2个字节。

校验和:长度为16位,2个字节。

紧急指针:长度为16位,2个字节。

以上是TCP包头必须要有的字段,也称固有字段,长度为20个字节。

2.TCP三次握手

TCP怎样才能保证可靠的传输任务,就是通过三次握手

所谓三次握手(Three-Way Handshake)即建立TCP连接,就是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中,这一过程由客户端执行connect来触发,整个流程如下图所示:

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。

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。

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。

SYN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。

检测SYN攻击:

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:

1 |  #netstat -nap | grep SYN_RECV

3.TCP四次挥手

三次握手耳熟能详,四次挥手估计就少有人知道了。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,整个流程如下图所示:
在这里插入图片描述

由于TCP连接时全双工的,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。

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。

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。

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。

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+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

上面是一方主动关闭,另一方被动关闭的情况,实际中还会出现同时发起主动关闭的情况,具体流程如下图:
在这里插入图片描述
流程和状态在上图中已经很明了了,在此不再赘述,可以参考前面的四次挥手解析步骤。

结语

关于三次握手与四次挥手通常都会有典型的面试题,在此提出供有需求的XDJM们参考:

(1) 三次握手是什么或者流程?四次握手呢?答案前面分析就是。

(2) 为什么建立连接是三次握手,而关闭连接却是四次挥手呢?
  • 1
  • 2
  • 3

这是因为服务端在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时,当收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据,己方也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即close,也可以发送一些数据给对方后,再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接,因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送。

为什么连接之前要进行三次握手?
  • 1

为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端,因而产生错误。

   

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目录

  1. 本文阅读大约5分钟
  2. 1. TCP报文格式
  3. 2. 3次握手过程详解
  4. 3. 4次挥手过程详解
  5. 结语
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三次握手耳熟能详,四次挥手估计就少有人知道了。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,整个流程如下图所示:
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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。

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。

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。

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+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

上面是一方主动关闭,另一方被动关闭的情况,实际中还会出现同时发起主动关闭的情况,具体流程如下图:
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  • 1
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这是因为服务端在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时,当收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据,己方也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即close,也可以发送一些数据给对方后,再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接,因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送。

为什么连接之前要进行三次握手?
  • 1

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来源: https://www.cnblogs.com/hnio/p/13406150.html

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