TCP/IP协议三次握手与四次挥手流程解析

本文涉及的产品
云解析 DNS,旗舰版 1个月
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,952元额度 多规格
简介: 一、TCP报文格式  TCP/IP协议的详细信息参看《TCP/IP协议详解》三卷本。下面是TCP报文格式图:图1 TCP报文格式  上图中有几个字段需要重点介绍下:  (1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。

一、TCP报文格式

  TCP/IP协议的详细信息参看《TCP/IP协议详解》三卷本。下面是TCP报文格式图:

img_ca252adc5cbb23c5ccfab5979a8171ac.png

图1 TCP报文格式

  上图中有几个字段需要重点介绍下:

  (1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。

  (2)确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1。

  (3)标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具体含义如下:

  (A)URG:紧急指针(urgent pointer)有效。

  (B)ACK:确认序号有效。

  (C)PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层。

  (D)RST:重置连接。

  (E)SYN:发起一个新连接。

  (F)FIN:释放一个连接。

需要注意的是:

  (A)不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。

  (B)确认方Ack=发起方Req+1,两端配对。

二、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:

img_da7368a93768c95dbf23a6b00764d4ac.png

图2 TCP三次握手

  (1)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。

  (2)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。

  (3)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。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:

  #netstat -nap | grep SYN_RECV

三、四次挥手

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:

img_f4be1ce397b1b9fae6ff9dfa8f2367c2.png

图3 TCP四次挥手

  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。

(1)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。

  (2)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。

(3)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。

  (4)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:

img_e8448f77bd0f7d9ac0c0917fdc9cff59.png

图4 同时挥手

  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。

四、附注

  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?

  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。

相关实践学习
通过Ingress进行灰度发布
本场景您将运行一个简单的应用,部署一个新的应用用于新的发布,并通过Ingress能力实现灰度发布。
容器应用与集群管理
欢迎来到《容器应用与集群管理》课程,本课程是“云原生容器Clouder认证“系列中的第二阶段。课程将向您介绍与容器集群相关的概念和技术,这些概念和技术可以帮助您了解阿里云容器服务ACK/ACK Serverless的使用。同时,本课程也会向您介绍可以采取的工具、方法和可操作步骤,以帮助您了解如何基于容器服务ACK Serverless构建和管理企业级应用。 学习完本课程后,您将能够: 掌握容器集群、容器编排的基本概念 掌握Kubernetes的基础概念及核心思想 掌握阿里云容器服务ACK/ACK Serverless概念及使用方法 基于容器服务ACK Serverless搭建和管理企业级网站应用
相关文章
|
24天前
|
JavaScript 前端开发 开发者
Vue执行流程及渲染解析
【10月更文挑战第2天】
|
21天前
|
JavaScript 前端开发 UED
Vue执行流程及渲染解析
【10月更文挑战第5天】
|
23天前
|
存储 搜索推荐 数据库
运用LangChain赋能企业规章制度制定:深入解析Retrieval-Augmented Generation(RAG)技术如何革新内部管理文件起草流程,实现高效合规与个性化定制的完美结合——实战指南与代码示例全面呈现
【10月更文挑战第3天】构建公司规章制度时,需融合业务实际与管理理论,制定合规且促发展的规则体系。尤其在数字化转型背景下,利用LangChain框架中的RAG技术,可提升规章制定效率与质量。通过Chroma向量数据库存储规章制度文本,并使用OpenAI Embeddings处理文本向量化,将现有文档转换后插入数据库。基于此,构建RAG生成器,根据输入问题检索信息并生成规章制度草案,加快更新速度并确保内容准确,灵活应对法律与业务变化,提高管理效率。此方法结合了先进的人工智能技术,展现了未来规章制度制定的新方向。
24 3
|
24天前
|
存储 缓存 边缘计算
揭秘直播带货背后的黑科技:播放流程全解析!
大家好,我是小米,今天聊聊社区直播带货的技术细节。我们将探讨直播播放流程中的关键技术,包括 HTTP DASH 协议、POP(Point of Presence)缓存和一致性哈希算法等。通过这些技术,直播流能根据网络状况动态调整清晰度,保证流畅体验。POP 和 DC 的多层次缓存设计减少了延迟,提升了观看效果。无论是技术人员还是直播运营者,都能从中受益。希望通过本文,你能更好地理解直播背后的技术原理。
37 3
|
25天前
|
网络协议 算法 数据格式
【TCP/IP】UDP协议数据格式和报文格式
【TCP/IP】UDP协议数据格式和报文格式
72 3
|
25天前
|
XML JSON 网络协议
【TCP/IP】自定义应用层协议,常见端口号
【TCP/IP】自定义应用层协议,常见端口号
19 3
|
1月前
|
程序员 C++
C++编程:While与For循环的流程控制全解析
总结而言,`while`循环和 `for`循环各有千秋,它们在C++编程中扮演着重要的角色。选择哪一种循环结构应根据具体的应用场景、循环逻辑的复杂性以及个人的编程风格偏好来决定。理解这些循环结构的内在机制和它们之间的差异,对于编写高效、易于维护的代码至关重要。
35 1
|
14天前
|
敏捷开发 数据可视化 测试技术
解析软件项目管理:以板栗看板为例,其如何有效影响并优化软件开发流程
软件项目管理是一个复杂而重要的过程,涵盖了软件产品的创建、维护和优化。其核心目标是确保软件项目能够顺利完成,同时满足预定的质量、时间和预算目标。本文将深入探讨软件项目管理的内涵及其对软件开发过程的影响,并介绍一些有效的管理工具。
|
17天前
|
运维 安全 网络协议
Python 网络编程:端口检测与IP解析
本文介绍了使用Python进行网络编程的两个重要技能:检查端口状态和根据IP地址解析主机名。通过`socket`库实现端口扫描和主机名解析的功能,并提供了详细的示例代码。文章最后还展示了如何整合这两部分代码,实现一个简单的命令行端口扫描器,适用于网络故障排查和安全审计。
19 0
|
2月前
|
监控 数据挖掘 BI
项目管理流程全解析及关键步骤介绍
项目管理流程是项目成功的基石,涵盖启动、规划、执行、监控和收尾等阶段。Zoho Projects 等软件可提高效率,支持结构化启动与规划、高效执行与协作及实时监控。这些流程和工具对项目的全局视角、团队协作和风险控制至关重要。项目管理软件适用于不同规模企业,实施时间因软件复杂度和企业准备而异。
59 2

推荐镜像

更多