目的

目的 : 三次握手是为了建立双向的链接, 为了准确无误地把数据送达目标处.
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

TCP 是基于链接的,所以在传输数据前需要先建立链接,TCP 在传输上是双工传输,不区分 Client 端与 Server 端,为了便于理解,我们把主动发起建连请求的一端称作 Client 端,把被动建立链接的一端称作 Server 端。

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TCP 提供面向有连接的通信传输。面向有连接是指在数据通信开始之前先做好两端之间的准备工作。
所谓三次握手是指建立一个 TCP 连接时需要客户端和服务器端总共发送三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。

三次握手流程

第一次握手:客户端将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J(seq是随机的,这里用J来举例子),并将该SYN数据包发送给服务器端,客户端进入SYN_SENT状态,等待服务器端确认。

第二次握手:服务器端收到数据包后由标志位SYN=1知道有个客户端正在向我发起请求,服务器会产生一个新的数据包,数据包里面同样会有SYN_RCVD应答节,在这个节里面有SYN和ACK,同时服务器端将SYN_RCVD应答节里面的标志位SYN和ACK都置为1,ack=J+1 ,注意J是客户端发送过来的seq值(值是随机的)
(注意这个是小写的ack,不是大写的ACK,小写的ack和大写的ACK是两个东西),同时服务端随机产生一个值seq=K(K是服务端随机生成的一个序列号),并将SYN_RCVD应答节数据包发送给客户端以确认连接请求,服务器端进入SYN_RCVD状态。


第三次握手:客户端收到服务端的确认后,检查ack是否为J+1(客户端发送给服务端的ack是J,服务端发送回来的就应该是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服务器端,服务器端检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,客户端和服务器端进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后客户端与服务器端之间可以开始传输数据了。

在面试时需要明白三次握手是为了建立双向的链接,需要记住 Client 端和 Server 端的链接状态变化。另外回答建连的问题时,可以提到 SYN 洪水攻击发生的原因,就是 Server 端收到 Client 端的 SYN 请求后,发送了 ACK 和 SYN,但是 Client 端不进行回复,导致 Server 端大量的链接处在 SYN_RCVD 状态,进而影响其他正常请求的建连。可以设置 tcp_synack_retries = 0 加快半链接的回收速度,或者调大 tcp_max_syn_backlog 来应对少量的 SYN 洪水攻击

为什么要三次握手


TCP是面对连接的,所有需要双方都确认连接的建立

第一次握手:Client 什么都不能确认;Server 确认了对方发送正常

第二次握手:Client 确认了:自己发送、接收正常,对方发送、接收正常;Server 确认了:自己接收正常,对方发送正常

第三次握手:Client 确认了:自己发送、接收正常,对方发送、接收正常;Server 确认了:自己发送、接收正常,对方发送、接收正常

所以三次握手就能确认双发收发功能都正常,缺一不可。

为什么要传回 SYN


接收端传回发送端所发送的 SYN 是为了告诉发送端,我接收到的信息确实就是你所发送的信号了。

SYN 是 TCP/IP 建立连接时使用的握手信号。在客户机和服务器之间建立正常的 TCP 网络连接时,客户机首先发出一个 SYN 消息,服务器使用 SYN-ACK 应答表示接收到了这个消息,最后客户机再以 ACK(Acknowledgement[汉译:确认字符 ,在数据通信传输中,接收站发给发送站的一种传输控制字符。它表示确认发来的数据已经接受无误。 ])消息响应。这样在客户机和服务器之间才能建立起可靠的TCP连接,数据才可以在客户机和服务器之间传递。

传了 SYN,为啥还要传 ACK


双方通信无误必须是两者互相发送信息都无误。传了 SYN,证明发送方到接收方的通道没有问题,但是接收方到发送方的通道还需要 ACK 信号来进行验证。
TCP三次握手 - 图2

断开一个 TCP 连接则需要“四次挥手”:

客户端-发送一个 FIN,用来关闭客户端到服务器的数据传送
服务器-收到这个 FIN,它发回一 个 ACK,确认序号为收到的序号加1 。和 SYN 一样,一个 FIN 将占用一个序号
服务器-关闭与客户端的连接,发送一个FIN给客户端
客户端-发回 ACK 报文确认,并将确认序号设置为收到序号加1