tcp三次握手與四次揮手

1、TCP三次握手四次揮手關(guān)鍵字: tcp三次握手四次揮手 推薦精選1.TCP握手協(xié)議（簡(jiǎn)單明了）在TCP/IP協(xié)議中，TCP協(xié)議提供可靠的連接服務(wù)，采用三次握手建立一個(gè)連接。第一次握手：建立連接時(shí)，客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器，并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認(rèn)；第二次握手：服務(wù)器收到syn包，必須確認(rèn)客戶的SYN（ack=j+1），同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)；第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的SYNACK包，向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1)，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)

2、，完成三次握手。完成三次握手，客戶端與服務(wù)器開始傳送數(shù)據(jù)，在上述過(guò)程中，還有一些重要的概念：未連接隊(duì)列：在三次握手協(xié)議中，服務(wù)器維護(hù)一個(gè)未連接隊(duì)列，該隊(duì)列為每個(gè)客戶端的SYN包（syn=j）開設(shè)一個(gè)條目，該條目表明服務(wù)器已收到 SYN包，并向客戶發(fā)出確認(rèn)，正在等待客戶的確認(rèn)包。這些條目所標(biāo)識(shí)的連接在服務(wù)器處于Syn_RECV狀態(tài)，當(dāng)服務(wù)器收到客戶的確認(rèn)包時(shí)，刪除該條目，服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)。Backlog參數(shù)：表示未連接隊(duì)列的最大容納數(shù)目。SYN-ACK 重傳次數(shù)服務(wù)器發(fā)送完SYNACK包，如果未收到客戶確認(rèn)包，服務(wù)器進(jìn)行首次重傳，等待一段時(shí)間仍未收到客戶確認(rèn)包，進(jìn)行第二次重傳

3、，如果重傳次數(shù)超過(guò)系統(tǒng)規(guī)定的最大重傳次數(shù)，系統(tǒng)將該連接信息從半連接隊(duì)列中刪除。注意，每次重傳等待的時(shí)間不一定相同。半連接存活時(shí)間：是指半連接隊(duì)列的條目存活的最長(zhǎng)時(shí)間，也即服務(wù)從收到SYN包到確認(rèn)這個(gè)報(bào)文無(wú)效的最長(zhǎng)時(shí)間，該時(shí)間值是所有重傳請(qǐng)求包的最長(zhǎng)等待時(shí)間總和。有時(shí)我們也稱半連接存活時(shí)間為Timeout時(shí)間、SYN_RECV存活時(shí)間。2.TCP握手協(xié)議（詳細(xì)）TCP/IP 是很多的不同的協(xié)議組成，實(shí)際上是一個(gè)協(xié)議組，TCP用戶數(shù)據(jù)報(bào)表協(xié)議(也稱作TCP傳輸控制協(xié)議，Transport Control Protocol。可靠的主機(jī)到主機(jī)層協(xié)議。這里要先強(qiáng)調(diào)一下，傳輸控制協(xié)議是OSI網(wǎng)絡(luò)的第四層的

4、叫法，TCP傳輸控制協(xié)議是TCP/IP傳輸?shù)?個(gè)基本協(xié)議的一種。兩個(gè)TCP意思非相同。 )。TCP是一種可靠的面向連接的傳送服務(wù)。它在傳送數(shù)據(jù)時(shí)是分段進(jìn)行的，主機(jī)交換數(shù)據(jù)必須建立一個(gè)會(huì)話。它用比特流通信，即數(shù)據(jù)被作為無(wú)結(jié)構(gòu)的字節(jié)流。通過(guò)每個(gè)TCP傳輸?shù)淖侄沃付樞蛱?hào)，以獲得可靠性。是在OSI參考模型中的第四層，TCP是使用IP的網(wǎng)間互聯(lián)功能而提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，IP不停的把報(bào)文放到網(wǎng)絡(luò)上，而TCP是負(fù)責(zé)確信報(bào)文到達(dá)。在協(xié)同IP的操作中TCP負(fù)責(zé)：握手過(guò)程、報(bào)文管理、流量控制、錯(cuò)誤檢測(cè)和處理（控制），可以根據(jù)一定的編號(hào)順序?qū)Ψ钦ｍ樞虻膱?bào)文給予從新排列順序。關(guān)于TCP的RFC文檔有RFC793、

5、RFC791、RFC1700。在TCP會(huì)話初期，有所謂的“三握手”：對(duì)每次發(fā)送的數(shù)據(jù)量是怎樣跟蹤進(jìn)行協(xié)商使數(shù)據(jù)段的發(fā)送和接收同步，根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)量而確定的數(shù)據(jù)確認(rèn)數(shù)及數(shù)據(jù)發(fā)送、接收完畢后何時(shí)撤消聯(lián)系，并建立虛連接。為了提供可靠的傳送，TCP在發(fā)送新的數(shù)據(jù)之前，以特定的順序?qū)?shù)據(jù)包的序號(hào)，并需要這些包傳送給目標(biāo)機(jī)之后的確認(rèn)消息。 TCP總是用來(lái)發(fā)送大批量的數(shù)據(jù)。當(dāng)應(yīng)用程序在收到數(shù)據(jù)后要做出確認(rèn)時(shí)也要用到TCP。由于TCP需要時(shí)刻跟蹤，這需要額外開銷，使得TCP的格式有些顯得復(fù)雜。下面就讓我們看一個(gè)TCP的經(jīng)典案例，這是后來(lái)被稱為MITNICK攻擊中KEVIN開創(chuàng)了兩種攻擊技術(shù)：TCP會(huì)話劫持

6、SYN FLOOD（同步洪流）在這里我們討論的時(shí)TCP會(huì)話劫持的問(wèn)題。先讓我們明白TCP建立連接的基本簡(jiǎn)單的過(guò)程。為了建設(shè)一個(gè)小型的模仿環(huán)境我們假設(shè)有3臺(tái)接入互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器。A為攻擊者操縱的攻擊機(jī)。B為中介跳板機(jī)器（受信任的服務(wù)器）。C為受害者使用的機(jī)器（多是服務(wù)器），這里把C機(jī)器鎖定為目標(biāo)機(jī)器。A機(jī)器向B機(jī)器發(fā)送SYN包，請(qǐng)求建立連接，這時(shí)已經(jīng)響應(yīng)請(qǐng)求的B機(jī)器會(huì)向A機(jī)器回應(yīng)SYN/ACK表明同意建立連接，當(dāng)A機(jī)器接受到B機(jī)器發(fā)送的SYN/ACK回應(yīng)時(shí)，發(fā)送應(yīng)答ACK建立A機(jī)器與B機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)連接。這樣一個(gè)兩臺(tái)機(jī)器之間的TCP通話信道就建立成功了。B終端受信任的服務(wù)器向C機(jī)器發(fā)起TCP連接，A機(jī)器

7、對(duì)服務(wù)器發(fā)起SYN信息，使C機(jī)器不能響應(yīng)B機(jī)器。在同時(shí)A機(jī)器也向B機(jī)器發(fā)送虛假的C機(jī)器回應(yīng)的SYN數(shù)據(jù)包，接收到SYN數(shù)據(jù)包的B機(jī)器（被C機(jī)器信任）開始發(fā)送應(yīng)答連接建立的 SYN/ACK數(shù)據(jù)包，這時(shí)C機(jī)器正在忙于響應(yīng)以前發(fā)送的SYN數(shù)據(jù)而無(wú)暇回應(yīng)B機(jī)器，而A機(jī)器的攻擊者預(yù)測(cè)出B機(jī)器包的序列號(hào)（現(xiàn)在的TCP序列號(hào)預(yù)測(cè)難度有所加大）假冒C機(jī)器向B機(jī)器發(fā)送應(yīng)答ACK這時(shí)攻擊者騙取B 機(jī)器的信任，假冒C機(jī)器與B機(jī)器建立起TCP協(xié)議的對(duì)話連接。這個(gè)時(shí)候的C機(jī)器還是在響應(yīng)攻擊者A機(jī)器發(fā)送的SYN數(shù)據(jù)。TCP協(xié)議棧的弱點(diǎn)：TCP連接的資源消耗，其中包括：數(shù)據(jù)包信息、條件狀態(tài)、序列號(hào)等。通過(guò)故意不完成建立連接

8、所需要的三次握手過(guò)程，造成連接一方的資源耗盡。通過(guò)攻擊者有意的不完成建立連接所需要的三次握手的全過(guò)程，從而造成了C機(jī)器的資源耗盡。序列號(hào)的可預(yù)測(cè)性，目標(biāo)主機(jī)應(yīng)答連接請(qǐng)求時(shí)返回的SYN/ACK的序列號(hào)時(shí)可預(yù)測(cè)的。（早期TCP協(xié)議棧，具體的可以參見1981年出的關(guān)于TCP雛形的RFC793文檔）TCP頭結(jié)構(gòu)TCP協(xié)議頭最少20個(gè)字節(jié)，包括以下的區(qū)域（由于翻譯不禁相同，文章中給出相應(yīng)的英文單詞）：TCP源端口(Source Port)：16位的源端口其中包含初始化通信的端口。源端口和源IP地址的作用是標(biāo)示報(bào)問(wèn)的返回地址。TCP目的端口(Destination port)：16位的目的端口域定義傳輸?shù)?/p>

9、目的。這個(gè)端口指明報(bào)文接收計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序地址接口。TCP序列號(hào)（序列碼,Sequence Number）：32位的序列號(hào)由接收端計(jì)算機(jī)使用，重新分段的報(bào)文成最初形式。當(dāng)SYN出現(xiàn)，序列碼實(shí)際上是初始序列碼（ISN），而第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)是ISN+1。這個(gè)序列號(hào)（序列碼）是可以補(bǔ)償傳輸中的 不一致。TCP應(yīng)答號(hào)(Acknowledgment Number)：32位的序列號(hào)由接收端計(jì)算機(jī)使用，重組分段的報(bào)文成最初形式。，如果設(shè)置了ACK控制位，這個(gè)值表示一個(gè)準(zhǔn)備接收的包的序列碼。數(shù)據(jù)偏移量(HLEN)：4位包括TCP頭大小，指示何處數(shù)據(jù)開始。保留(Reserved)：6位值域，這些位必須是0。為了

10、將來(lái)定義新的用途所保留。標(biāo)志(Code Bits)：6位標(biāo)志域。表示為：緊急標(biāo)志、有意義的應(yīng)答標(biāo)志、推、重置連接標(biāo)志、同步序列號(hào)標(biāo)志、完成發(fā)送數(shù)據(jù)標(biāo)志。按照順序排列是：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。窗口(Window)：16位，用來(lái)表示想收到的每個(gè)TCP數(shù)據(jù)段的大小。校驗(yàn)位(Checksum)：16位TCP頭。源機(jī)器基于數(shù)據(jù)內(nèi)容計(jì)算一個(gè)數(shù)值，收信息機(jī)要與源機(jī)器數(shù)值 結(jié)果完全一樣，從而證明數(shù)據(jù)的有效性。優(yōu)先指針（緊急,Urgent Pointer）：16位，指向后面是優(yōu)先數(shù)據(jù)的字節(jié)，在URG標(biāo)志設(shè)置了時(shí)才有效。如果URG標(biāo)志沒有被設(shè)置，緊急域作為填充。加快處理標(biāo)示為緊急的數(shù)據(jù)段

11、。選項(xiàng)(Option)：長(zhǎng)度不定，但長(zhǎng)度必須以字節(jié)。如果 沒有 選項(xiàng)就表示這個(gè)一字節(jié)的域等于0。填充：不定長(zhǎng)，填充的內(nèi)容必須為0，它是為了數(shù)學(xué)目的而存在。目的是確保空間的可預(yù)測(cè)性。保證包頭的結(jié)合和數(shù)據(jù)的開始處偏移量能夠被32整除，一般額外的零以保證TCP頭是32位的整數(shù)倍。標(biāo)志控制功能URG：緊急標(biāo)志緊急(The urgent pointer) 標(biāo)志有效。緊急標(biāo)志置位，ACK：確認(rèn)標(biāo)志確認(rèn)編號(hào)(Acknowledgement Number)欄有效。大多數(shù)情況下該標(biāo)志位是置位的。TCP報(bào)頭內(nèi)的確認(rèn)編號(hào)欄內(nèi)包含的確認(rèn)編號(hào)(w+1，F(xiàn)igure：1)為下一個(gè)預(yù)期的序列編號(hào)，同時(shí)提示遠(yuǎn)端系統(tǒng)已經(jīng)成功接

12、收所有數(shù)據(jù)。PSH：推標(biāo)志該標(biāo)志置位時(shí)，接收端不將該數(shù)據(jù)進(jìn)行隊(duì)列處理，而是盡可能快將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)由應(yīng)用處理。在處理 telnet 或 rlogin 等交互模式的連接時(shí)，該標(biāo)志總是置位的。RST：復(fù)位標(biāo)志復(fù)位標(biāo)志有效。用于復(fù)位相應(yīng)的TCP連接。SYN：同步標(biāo)志同步序列編號(hào)(Synchronize Sequence Numbers)欄有效。該標(biāo)志僅在三次握手建立TCP連接時(shí)有效。它提示TCP連接的服務(wù)端檢查序列編號(hào)，該序列編號(hào)為TCP連接初始端(一般是客戶端)的初始序列編號(hào)。在這里，可以把TCP序列編號(hào)看作是一個(gè)范圍從0到4，294，967，295的32位計(jì)數(shù)器。通過(guò)TCP連接交換的數(shù)據(jù)中每一個(gè)字節(jié)都經(jīng)

13、過(guò)序列編號(hào)。在TCP報(bào)頭中的序列編號(hào)欄包括了TCP分段中第一個(gè)字節(jié)的序列編號(hào)。FIN：結(jié)束標(biāo)志帶有該標(biāo)志置位的數(shù)據(jù)包用來(lái)結(jié)束一個(gè)TCP回話，但對(duì)應(yīng)端口仍處于開放狀態(tài)，準(zhǔn)備接收后續(xù)數(shù)據(jù)。服務(wù)端處于監(jiān)聽狀態(tài)，客戶端用于建立連接請(qǐng)求的數(shù)據(jù)包(IP packet)按照TCP/IP協(xié)議堆棧組合成為TCP處理的分段(segment)。分析報(bào)頭信息： TCP層接收到相應(yīng)的TCP和IP報(bào)頭，將這些信息存儲(chǔ)到內(nèi)存中。檢查TCP校驗(yàn)和(checksum)：標(biāo)準(zhǔn)的校驗(yàn)和位于分段之中(Figure：2)。如果檢驗(yàn)失敗，不返回確認(rèn)，該分段丟棄，并等待客戶端進(jìn)行重傳。查找協(xié)議控制塊(PCB)：TCP查找與該連接相關(guān)聯(lián)的協(xié)

14、議控制塊。如果沒有找到，TCP將該分段丟棄并返回RST。(這就是TCP處理沒有端口監(jiān)聽情況下的機(jī)制) 如果該協(xié)議控制塊存在，但狀態(tài)為關(guān)閉，服務(wù)端不調(diào)用connect()或listen()。該分段丟棄，但不返回RST。客戶端會(huì)嘗試重新建立連接請(qǐng)求。建立新的socket：當(dāng)處于監(jiān)聽狀態(tài)的socket收到該分段時(shí)，會(huì)建立一個(gè)子socket，同時(shí)還有socket，tcpcb和 pub建立。這時(shí)如果有錯(cuò)誤發(fā)生，會(huì)通過(guò)標(biāo)志位來(lái)拆除相應(yīng)的socket和釋放內(nèi)存，TCP連接失敗。如果緩存隊(duì)列處于填滿狀態(tài)，TCP認(rèn)為有錯(cuò)誤發(fā)生，所有的后續(xù)連接請(qǐng)求會(huì)被拒絕。這里可以看出SYN Flood攻擊是如何起作用的。丟棄：

15、如果該分段中的標(biāo)志為RST或ACK，或者沒有SYN標(biāo)志，則該分段丟棄。并釋放相應(yīng)的內(nèi)存。發(fā)送序列變量SND.UNA ： 發(fā)送未確認(rèn)SND.NXT ： 發(fā)送下一個(gè)SND.WND ： 發(fā)送窗口SND.UP ： 發(fā)送優(yōu)先指針SND.WL1 ： 用于最后窗口更新的段序列號(hào)SND.WL2 ： 用于最后窗口更新的段確認(rèn)號(hào)ISS ： 初始發(fā)送序列號(hào)接收序列號(hào)RCV.NXT ： 接收下一個(gè)RCV.WND ： 接收下一個(gè)RCV.UP ： 接收優(yōu)先指針I(yè)RS ： 初始接收序列號(hào)當(dāng)前段變量SEG.SEQ ： 段序列號(hào)SEG.ACK ： 段確認(rèn)標(biāo)記SEG.LEN ： 段長(zhǎng)SEG.WND ： 段窗口SEG.UP ： 段

16、緊急指針SEG.PRC ： 段優(yōu)先級(jí)CLOSED表示沒有連接，各個(gè)狀態(tài)的意義如下：LISTEN ： 監(jiān)聽來(lái)自遠(yuǎn)方TCP端口的連接請(qǐng)求。SYN-SENT ： 在發(fā)送連接請(qǐng)求后等待匹配的連接請(qǐng)求。SYN-RECEIVED ： 在收到和發(fā)送一個(gè)連接請(qǐng)求后等待對(duì)連接請(qǐng)求的確認(rèn)。ESTABLISHED ： 代表一個(gè)打開的連接，數(shù)據(jù)可以傳送給用戶。FIN-WAIT-1 ： 等待遠(yuǎn)程TCP的連接中斷請(qǐng)求，或先前的連接中斷請(qǐng)求的確認(rèn)。FIN-WAIT-2 ： 從遠(yuǎn)程TCP等待連接中斷請(qǐng)求。CLOSE-WAIT ： 等待從本地用戶發(fā)來(lái)的連接中斷請(qǐng)求。CLOSING ： 等待遠(yuǎn)程TCP對(duì)連接中斷的確認(rèn)。LAST-

17、ACK ： 等待原來(lái)發(fā)向遠(yuǎn)程TCP的連接中斷請(qǐng)求的確認(rèn)。TIME-WAIT ： 等待足夠的時(shí)間以確保遠(yuǎn)程TCP接收到連接中斷請(qǐng)求的確認(rèn)。CLOSED ： 沒有任何連接狀態(tài)。TCP連接過(guò)程是狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，促使發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換的是用戶調(diào)用：OPEN，SEND，RECEIVE，CLOSE，ABORT和STATUS。傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)段，特別那些包括以下標(biāo)記的數(shù)據(jù)段SYN，ACK，RST和FIN。還有超時(shí)，上面所說(shuō)的都會(huì)時(shí)TCP狀態(tài)發(fā)生變化。序列號(hào)請(qǐng)注意，我們?cè)赥CP連接中發(fā)送的字節(jié)都有一個(gè)序列號(hào)。因?yàn)榫幜颂?hào)，所以可以確認(rèn)它們的收到。對(duì)序列號(hào)的確認(rèn)是累積性的。TCP必須進(jìn)行的序列號(hào)比較操作種類包括以下幾種：決定一些發(fā)送了的但未確認(rèn)的序列號(hào)。決定所有的序列號(hào)都已經(jīng)收到了。決定下一個(gè)段中應(yīng)該包括的序列號(hào)。對(duì)于發(fā)送的數(shù)據(jù)TCP要接收確認(rèn)，確認(rèn)時(shí)必須進(jìn)行的：SND.UNA = 最老的確認(rèn)了的序列號(hào)。SND.NXT = 下一個(gè)要發(fā)送的序列號(hào)。SEG.ACK = 接收TCP的確認(rèn)，接收TCP期待的下一個(gè)序列號(hào)