Ricky.L的随笔
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TCP三次握手

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TCP为什么要三次握手？为什么不能两次握手或四次握手？

  1. 三次握手是确认客户端和服务端的发送和接受报文的能力是否正常。
  2. 如果是两次握手，服务端受到客户端的历史SYN报文就建立连接，会空耗服务端资源。
  3. 确认双方发送数据的初始序号，因为都要给对方发送确认报文，表达已知悉。

三次握手是确认客户端和服务端的发送和接受报文的能力是否正常。三次握手足够判断这一点了，四次握手其实多余了，没有必要浪费时间去发送没有意义的报文。

如果不加确认，进行两次握手，服务端收到客户端的SYN报文就直接建立连接，有可能客户端的SYN报文发生了网络拥堵，客户端进行了超时重传，随后拥堵的报文又成功传到了服务端，服务端判断不了这是新的连接请求报文还是历史连接报文，如果服务端收到SYN报文直接建立连接，接受到了客户端历史的SYN报文，会发生空等待，消耗服务端的资源。

TCP三次握手过程

  1. 客户端发送SYN报文，告知对方初始序号，是否会告知窗口大小
  2. 服务端收到后，回应SYN+ACK报文，告知对方初始序号
  3. 客户端收到后，回应ACK报文，客户端建立连接，服务端收到ACK后建立连接

RFC 793 - Transmission Control Protocol 其实就指出了 TCP 连接使用三次握手的首要原因 —— 为了阻止历史的重复连接初始化造成的混乱问题，防止使用 TCP 协议通信的双方建立了错误的连接。

The principle reason for the three-way handshake is to prevent old duplicate connection initiations from causing confusion.

如果是两次握手，正常流程就是，客户端发送SYN，服务端接收到SYN开始建立连接，并发送ACK给客户端，客户端收到ACK开始建立连接。

客户端发送SYN后，可能发生拥堵，然后客户端超时重传SYN，接下来按照正常流程建立连接，然后过了一会服务端又收到了之前拥堵发过来的SYN，并不能确定它历史的连接还是新的连接，如果此时建立新连接就会一直等待客户端发送数据，而这只是一条历史的连接报文，客户端不会发送数据，服务端就会空等，浪费了资源。

如果是三次握手，服务端接收到SYN后，会发送SYN+ACK给客户端，由客户端来判断是否是历史连接，如果序号过期，则认为是历史连接，向服务端发送RST取消连接的建立。服务端是没办法判断客户端的序号是否过期。

TCP 建立连接时通过三次握手可以有效地避免历史错误连接的建立，减少通信双方不必要的资源消耗，三次握手能够帮助通信双方获取初始化序列号，它们能够保证数据包传输的不重不丢，还能保证它们的传输顺序，不会因为网络传输的问题发生混乱，到这里不使用『两次握手』和『四次握手』的原因已经非常清楚了：

  • 『两次握手』：无法避免历史错误连接的初始化，浪费接收方的资源；
  • 『四次握手』：TCP 协议的设计可以让我们同时传递 ACK 和 SYN 两个控制信息，减少了通信次数，所以不需要使用更多的通信次数传输相同的信息；

TCP三次握手中，服务端发送了SYN+ACK后，一直没有收到客户端的ACK会怎样？

server端如果在一定时间内没有收到的TCP会重发SYN-ACK。在Linux下，默认重试次数为5次，重试的间隔时间从1s开始每次都翻售，5次的重试时间间隔为1s, 2s, 4s, 8s, 16s，总共31s，第5次发出后还要等32s都知道第5次也超时了，所以，总共需要 1s + 2s + 4s+ 8s+ 16s + 32s = 2^6 -1 = 63s，TCP才会把断开这个连接。

TCP为什么要先建立连接才能传输数据？

因为如果不确定对方能够正常的接受和发送数据，一方单方面发送数据就是无意义的资源浪费。

TCP建立连接时做了什么事？

  1. 确认双方的发送能力、接受能力是否正常
  2. 确定双方发送报文的初始编号
  3. 确定窗口大小
  4. 确定MSS-最大传输包大小
  5. 确定是否使用SACK

TCP什么时候可以传输数据？

第三次握手客户端就可以携带数据了，因为受到服务端的SYN+ACK报文，确认了服务端的接受能力和发送能力是正常的

TCP建立连接时的SYN指令是做什么的？

同步SYN：连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使得SYN=1，ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0。

什么是SYN攻击？

客户端发送SYN报文后，服务端会进入SYN_RCVD状态，但服务端发送出去的SYN+ACK报文没有应答，SYN报文发送多了后，会占满服务端的半连接队列

RST消息是什么时候发送？

建立连接出现错误就会发送RST报文关闭连接

1、端口未打开

2、请求超时

3、提前关闭

4、在一个已关闭的socket上收到数据

5、用于拒绝一个非法连接