TCP三次握手详解
1.定义
Transmission Control Protocol，即 传输控制协议
1.属于 传输层通信协议
2.基于TCP的应用层协议有HTTP、SMTP、FTP、Telnet 和 POP3
2.特点
●面向连接、面向字节流、全双工通信、可靠
●具体介绍如下：
TCP连接特点
3.优缺点
●优点：数据传输可靠
●缺点：效率慢（因需建立连接、发送确认包等）
4.报文段格式
●TCP虽面向字节流，但传送的数据单元 = 报文段
●报文段 = 首部 + 数据 2部分
●TCP的全部功能体现在它首部中各字段的作用，故下面主要讲解TCP报文段的首部
1.首部前20个字符固定、后面有4n个字节是根据需而增加的选项
2.故 TCP首部最小长度 = 20字节
报文段格式
上图中有几个字段需要重点介绍下：
1.序号：seq，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。（本报文段所发送数据的第一个字节的序号）
2.确认号：ack，期待收到对方下一个报文段的第一个数据的字节的序号，只有ACK标志位为1时，确认号字段才有效，ack=seq+1
3.标志位：共六个即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。
5.三次握手过程
三次握手过程
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。（Client向Server发送一个请求连接的报文段）
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。（Server收到请求连接报文段后，若同意建立连接，则发送连接确认报文段）
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。（Client收到确认报文段后，则向Server发送确认报文段）
为什么需要三次握手？
防止服务器端因接收了早已失效的连接请求报文，从而一直等待客户端请求，最终导致形成死锁、浪费资源
三次握手原因
趣味插曲
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
6.四次挥手过程
四次挥手过程
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，报文段序号为前面传送数据最后一个字节序号加1，设为seq=u，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），报文段序号为前面传送数据最后一个字节序号加1，设为seq=w，Server进入CLOSE_WAIT状态。
3.第三次挥手：Server发送一个FIN，重复上一次已发送的确认序号，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。
趣味插曲
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：
同时挥手
TCP三次握手，四次挥手例子
三次握手
A：“喂，你听得到么？” A->SYN_SEND
B : “我听得到呀，你听得到我么？”应答与请求同时发出B->SYN_RCVD | A->ESTABLISHED
A：“我能听得到你，今天balabala......” B->ESTABLISHED
四次挥手
A：“喂，我不说了” A->FIN_WAIT1
B：“我知道了，等下，上一句还没说完。balabala.....” B->CLOSE_WAIT | A->FIN_WAIT2
B:”好了，说完了，我也不说了。”B->LAST_ACK
A:”我知道了。”A->TIME_WAIT | B->CLOSED
A等待2MSL,保证B收到了消息,否则重说一次”我知道了”,A->CLOSED
