计算机网络：TCP 三次握手

三次握手简单示意图

TCP 三次握手的简单示意图如下：

客户端 -> 服务器： SYN(seq=x)

服务器 -> 客户端： SYN(seq=y, ack=x+1)

客户端 -> 服务器： ACK(seq=x+1, ack=y+1)

三次握手详细分析

1. 客户端向服务器发送 SYN 段，表示请求建立TCP连接。在这个段中，客户端随机生成一个初始序列号 seq，用于标识数据包的顺序和可靠性。

2. 服务器收到客户端的 SYN 段后，回复 SYN+ACK 段，表示确认客户端的请求，并请求建立连接。在这个段中，服务器也随机生成一个初始序列号 seq，同时将确认号设为客户端的序列号加1。

3. 客户端收到服务器的 SYN+ACK 段后，回复 ACK 段，表示确认服务器的请求，并告知服务器自己已经准备好发送数据。在这个段中，客户端的序列号被设置为服务器的确认号，而服务器的序列号则为客户端的确认号加1。

一些思考

为什么是三次握手？

三次握手可以确保数据传输的可靠性，因为它可以建立一个可靠的连接，防止数据包的丢失和重复。如果只有两次握手，那么就会出现数据包丢失或重复的情况，从而导致数据传输的不可靠。

SYN 攻击

什么是 SYN 攻击？

SYN 攻击是一种常见的网络攻击方式，攻击者通过发送大量的 SYN 段来占用服务器的资源，从而导致服务器无法响应正常的客户端请求。SYN 攻击还可以用来欺骗服务器，从而进行其他恶意行为。

如何防止 SYN 攻击？

为了防止 SYN 攻击，可以采取一些常见的防御措施，例如：

1. 增加服务器的并发连接数限制，可以限制每个 IP 地址的连接数，从而减轻服务器的压力。

2. 使用 SYN Cookie 技术，这是一种在服务器端动态生成随机数的技术，可以防止 SYN 攻击。

3. 使用防火墙和入侵检测系统等安全设备，可以及时发现和阻止 SYN 攻击。

数据包丢失了该怎么办？

如果数据包丢失了，可以采取一些常见的处理方法，例如：

1. 重传数据包，可以通过重新发送数据包来恢复丢失的数据。

2. 超时重传，如果一个数据包没有得到确认，那么就可以通过超时重传来重新发送这个数据包。

3. 使用快速重传，如果接收方连续收到了相同的数据包，那么就可以马上发送一个 ACK 段来确认数据包的到达。

初始序列号为什么随机产生？

初始序列号的随机产生可以防止攻击者伪造数据包，从而影响数据传输的可靠性。如果序列号是固定的，那么攻击者就可以使用这个序列号来欺骗服务器，从而进行攻击。

为什么 SYN 段不携带数据却要消耗一个序列号呢？

SYN 段不携带数据是因为它只是用来建立连接的，不需要传输任何数据。但是，为了保证数据传输的可靠性，每个数据包都需要携带序列号和确认号，用于标识数据包的顺序和可靠性。

每次握手可以确定哪些东西？

每次握手可以确定以下内容：

1. 序列号和确认号，用于标识数据包的顺序和可靠性。

2. 双方的初始序列号，用于防止攻击者伪造数据包。

3. 数据传输的方向，即数据是从客户端传输到服务器还是从服务器传输到客户端。

一个已经建立的 TCP 连接中，客户端中途宕机了，客户端恢复后，向服务端发送 SYN 包重新建立连接，此时服务端会怎么处理？

如果客户端中途宕机了，那么服务器端会认为连接已经断开，从而释放相关资源。当客户端恢复后，向服务器发送 SYN 包重新建立连接时，服务器会认为这是一个新的连接请求，从而重新进行三次握手建立连接。

如何手动关闭一个 TCP 连接？

TCP 连接的关闭分为两个阶段：主动关闭和被动关闭。

1. 主动关闭阶段：当客户端或服务器想要关闭连接时，会发送 FIN 段来请求关闭连接。在这个阶段，双方都可以发送 FIN 段，从而结束连接。

2. 被动关闭阶段：当一方收到另一方发送的 FIN 段时，会发送 ACK 段来确认收到关闭请求。在这个阶段，只有被动方可以发送 ACK 段，主动方不能再发送数据。当被动方发送完 ACK 段后，连接就会被关闭。