简单的回顾下TCP/IP的三次握手与四次挥手

在了解后面的只是之前我们先来看下OSI七层模型把。

What is the OSI model?

开放式系统互联通信参考模型（英语：Open System Interconnection Reference Model，缩写为 OSI），简称为OSI模型（OSI model），一种概念模型，由国际标准化组织（ISO）提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。定义于ISO/IEC 7498-1。

摘录自维基百科

第7层应用层(Application Layer)

主要功能： 为应用软件提供接口，使应用程序能够使用网络服务 典型设备： 网关 典型协议、标准和应用： http(80)、ftp(20/21)、smtp(25)、pop3(110)、telnet(23)、dns(53)

第6层表示层(Presentation Layer)

主要功能： 数据的解码和编码，数据的加密和解密，数据的压缩和解压缩 典型设备： 网关 典型协议、标准和应用： ASCLL、PICT、TIFF、JPEG、 MIDI、MPEG

第5层会话层(Session Layer)

主要功能： 建立、维护、管理应用程序之间的会话 典型设备： 网关 典型协议、标准和应用： RPC、SQL、NFS 、X WINDOWS、ASP

第4层传输层(Transport Layer)

主要功能： 负责建立端到端的链接，保证保温在端到端之间的传输 典型设备： 网关 典型协议、标准和应用： TCP、UDP、SPX

第3层网络层(Network Layer)

主要功能： 负责将分组数据从源端传输到目的端，网络层的主要作用就是路由和寻址 典型设备： 路由器 典型协议、标准和应用： IP、IPX、APPLETALK、ICMP

第2层数据链接层(Data Link Layer)

主要功能： 在不可靠的物理链路上，提供可靠的数据传输服务 典型设备： 交换机、网桥、网卡 典型协议、标准和应用： 802.2、802.3ATM、HDLC、FRAME RELAY

第1层物理层(Physical Layer)

主要功能： 利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输 典型设备： 集线器、中继器 典型协议、标准和应用： V.35、EIA/TIA-232

TCP/IP协议族常用协议

应用层： TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 等等 传输层： TCP，UDP 网络层： IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP 数据链路层： SLIP，CSLIP，PPP，MTU

What is TCP/IP?

互联网协议族（英语：Internet Protocol Suite，缩写为IPS）[1]，是一个网络通信模型，以及一整个网络传输协议家族，为互联网的基础通信架构。它常被通称为TCP/IP协议族（英语：TCP/IP Protocol Suite，或TCP/IP Protocols），简称TCP/IP[2]。因为这个协议家族的两个核心协议，包括TCP（传输控制协议）和IP（网际协议），为这个家族中最早通过的标准[3]。由于在网络通讯协议普遍采用分层的结构，当多个层次的协议共同工作时，类似计算机科学中的堆栈，因此又被称为TCP/IP协议栈（英语：TCP/IP Protocol Stack）[4][5] 。这些协议最早发源于美国国防部（缩写为DoD）的ARPA网项目，因此也被称作DoD模型（DoD Model）[6]。这个协议套组由互联网工程任务组负责维护。

TCP/IP提供点对点的链接机制，将数据应该如何封装、定址、传输、路由以及在目的地如何接收，都加以标准化。它将软件通信过程抽象化为四个抽象层，采取协议堆栈的方式，分别实现出不同通信协议。协议套组下的各种协议，依其功能不同，被分别归属到这四个层次结构之中[7][8]，常被视为是简化的七层OSI模型

摘录自维基百科

在建立TCP连接之前需要进行三次握手，以便于链接到服务器，如果要断开服务器需要进行四次挥手，具体流程如下。

TCP/IP三次握手

1. 第一次握手： Client将标志位syn设置为1，随机产生一个Number值seq=100，并将数据发送给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Client设置的标志位syn=1知道Client要求建立连接，Server将标志位syn和ack都置为1，并且发送一个确认序号ack=100+1，然后随机产生一个值seq=130，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状态是否为100+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=130+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为130+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。

一个完整的三次握手也就是请求—应答—再次确认

TCP/IP四次挥手

为什么要挥手，简单点来说就是既然建立了链接，那么肯定还要断开连接吖，连接总不能一直占用吧，这样多浪费系统该资源，下面让我们来看看四次挥手的流程。

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ack=100+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131+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

Q/A(Copy过来的)

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。

为什么建立连接要三次握手？

目的： 防止已经失效的连接请求到达服务端，创建无效的连接，浪费资源。 说明： 当客户端发出的第一个连接请求在网络上的某个节点被滞留了（网络会存在许多不可靠的因素），过一段时间后突然又到达了服务端，服务端误以为这是一个新的建立连接的请求，于是就会向客户端发出确认包并建立连接。 实际上客户端当前并没有发出创建连接的请求，就会丢弃服务端的确认包。而服务端却创建了连接并等待客户端发送数据，浪费了相关的资源。

SYN攻击

在三次握手过程中，服务器发送SYN-ACK之后，收到客户端的ACK之前的TCP连接称为半连接(half-open connect)。此时服务器处于SYN_RECV状态，当收到ACK后，服务器转入ESTABLISHED状态.

SYN攻击就是：攻击客户端在短时间内伪造大量不存在的IP地址，向服务器不断地发送SYN包，服务器回复ACK确认包，并等待客户的确认从而建立连接。由于源地址是不存在的，不会再发送ACK确认包，所以服务器需要不断的重发直至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，正常的SYN请求被丢弃，目标系统运行缓慢，严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。

SYN攻击是一个典型的DDOS攻击。检测SYN攻击非常的方便，当你在服务器上看到大量的半连接状态时，特别是源IP地址是随机的，基本上可以断定这是一次SYN攻击

为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。