标签：握手 SYN TCP 分片 传输层 报文 服务端 客户端

1.TCP三次握手过程和状态变迁

TCP是面向连接的协议，所以使用TCP前必须先建立连接，而建立连接是通过三次握手来进行的。

• 一开始，客户端和服务端都处于CLOSED状态。先是服务端主动监听某个端口，处于LISTEN状态
• 客户端会随机初始化序号client_isn，将此序号置于TCP首部的序号字段中，同时把SYN标志位置为1，表示SYN报文。客户端向服务端发送第一个SYN报文，表示向服务端发起连接，该报文不包含应用层数据，之后客户端处于SYN-SENT状态。
• 服务端收到客户端的SYN报文后，首先服务端也随机初始化自己序列号server_isn，将此序列号填入TCP首部的序号字段中，其次把TCP首部的确认应答号字段填入client_isn+1，接着把SYN和ACK标志位置为1。最后把该报文发给客户端，该报文也不包含应用层数据，之后服务端处于SYN_RCVD状态。
• 客户端收到服务端报文后，还要向服务端回应最后一个应答报文，首先该应答报文的首部ACK标志位置为1，其次确认应答号字段填入server_isn+1，最后把报文发送给服务端，这次报文可以携带客户到服务器的数据，之后客户端处于ESTABLISHED状态。
• 服务器收到客户端的应答报文后，也进入ESTABLISHED状态。

从上面的过程可以发现第三次握手是可以携带数据的，前两次握手是不可以携带数据的。
一旦完成三次握手，双方都处于ESTABLISHED状态，此时连接就已经建立完成，客户端和服务端就可以相互发送数据了。

2.如何在Linux系统中查看TCP状态

TCP的连接状态查看，在Linux可以通过netstat-napt命令查看。

3.为什么是三次握手？不是两次、四次？

1. 三次握手才可以阻止重复历史连接的初始化（主要原因）
2. 三次握手才可以同步双方的初始化序列化。序列号能保证数据包不重复、不丢弃和按序传输。
3. 三次握手才可以避免资源浪费

为什么不是两次、四次：

• 两次：无法防止历史连接的建立，会造成双方资源的浪费，也无法可靠的同步双方序列号。
• 四次：三次握手就已经理论最少可靠连接建立，所以不需要使用更多的通信次数。

4.为什么客户端和服务端的初始序列号ISN是不相同的？

1. 如果序列号相同就无法分辨历史报文。
2. 同时为了安全性，防止黑客伪造相同序列号的TCP报文被对方接收。

5.既然IP层会分片，为什么TCP层还需要MSS呢

• MTU：一个网络包的最大长度，以太网中一般为1500字节。
• MSS：除去IP和TCP头部之后，一个网络包所能容纳的TCP数据的最大长度

如果只进行IP层以MTU大小进行分片，如果其中一个IP分片丢失，整个IP报文的所有分片都需要重传。
并且因为IP层没有超时重传机制，所以需要TCP层发起超时重传。这样的效率很低。
因此为了达到最佳的传输效能，建立连接的时候通常需要协商双方的MSS值，当TCP层发现数据超过MSS时，则就会先进行分片，在这个基础上就不需要进程IP分片了。
经过TCP层分片后，如果一个TCP分片丢失，进行重发时也是以MSS为单位，而不用重传所有的分片，大大增加了重传的效率。

6.什么是SYN攻击？如何避免SYN攻击

攻击者短时间伪造不同IP地址的SYN报文，服务端每接到一个SYN报文，就进入SYN_RCVD状态，当服务端发送出去的ACK+SYN报文，无法得到未知IP主机的ACK应答，久而久之就会占满服务端的SYN接收队列（未连接队列）使得服务器不能为正常用户服务。

避免：

1. 修改Linux内核参数，控制队列大小和当队列满时应当做什么处理
   • 当网卡接收数据包的速度大于内核处理的速度时，会有一个队列保存这些数据包。控制该队列的最大值如下参数：
     net.core.netdev_max_backlog
   • SYN_RCVD状态连接的最大个数
     net.ipv4.tcp_max_syn_backlog
   • 超出处理能时，对新的SYN直接回报RST，丢弃连接：
     net.ipv4.tcp_abort_on_overflow
2. 通过cookie值，直接将SYN+ACK值返回给服务端处理，如果服务端确认ACK合法，建立连接。

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来源： https://blog.csdn.net/weixin_46248981/article/details/118092979

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