TCP三次握手和四次挥手

TCP的三次握手（建立连接）和四次挥手（关闭连接）

• 什么是窗口？

  • 当建立连接后，两端都会创建一个缓冲区来存储接收的数据，并将缓冲区的尺寸发送给另一端，其中包含了自己的缓冲区的剩余尺寸。窗口就是剩余缓冲区空间的数量。

• tcp标志位

  • SYN(synchronous)建立连接

  • ACK(acknowledgement)确认

  • PSH(push)传送

  • FIN(finish)结束

  • RST(reset)重置

  • URG(urgent)紧急

  • Sequence number顺序号码

  • Ackonwledge number确认号码

三次握手

1. 客户端向服务端发送SYN包（SYN = j），进入SYN_SEND状态，等待服务器确认

2. 服务端收到SYN包，向客户端发送SYN+ACK包，（SYN=K，ACK=j+1），此时服务端进入SYN_RECV状态

3. 客户端收到服务端的SYN+ACK包，向服务器发送ACK包，ACK = K+1，发送完毕后，客户端和服务端进入ESTSABLISHED状态，完成三次握手

• SYN攻击：在三次握手的过程中，服务端发送ACK+SYN之后，等待客户端发送ACK的过程中称为半连接，处于Syn_RECV状态。如果此时攻击客户端在短时间内伪造大量不存在的IP地址，向服务端不断地发送SYN包，服务端回复确认包，并等待客户端的确认，由于源地址是不存在的，服务器需要不断重发直至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，正常的SYN包被丢弃，目标系统运行缓慢，甚至引起网络读书、系统瘫痪。

• 解决：主要方法有SynAttackProtect保护机制、SYN cookies技术、增加最大半连接和缩短超时时间等.

四次挥手

1. 发送方向接收方发送FIN包，其中包含seq=M

2. 接收方收到后，返回一个ack = M+1，seq = v

3. 接收方向发送方发送FIN包，其中包含seq=J,ack=M+1

4. 发送方接收到后，返回一个ACK = J+1，seq = m+1

• 关闭连接时，每个方向都要单独执行操作。当一方完成它的数据发送任务后就可以发送一个FIN来终止这个方向的连接；收到一个FIN只意味着这一方向没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。

为什么建立连接只需要三次，而关闭连接需要四次？

• 因为建立连接过程中，当服务器收到SYN+ACK包后会将自己的SYN+ACK包一起发送给客户端

• 而关闭连接过程中，当被动方收到FIN包后，并不一定被动方向主动方的数据已经发送完毕了，需要等到数据发送完后，再发送FIN给主动方

为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态？

• 因为如果网络是不可靠的，不能保证最后发送的ACK会被接收到，所以对方可能会超时未收到ACK，然后重新发送FIN，此时等待状态就是用来重发可能丢失的ACK

• 服务器不能在短时间内进行相同端口的连接。因此这2MSL也是服务器的平静时间。

• 防止已失效的请求连接报文段出现在网络中，此2MSL的时间将所有请求清空。

为什么不能用两次握手？

• 如果是两次握手，首先客户端向服务端发动连接请求，服务端接收到之后向客户端发送确认应答。如果此时客户端并没有收到服务端的应答，而服务端默认客户端收到了，就会给客户端发送 数据分组，而客户端还在等待应答分组。服务端在发出的数据分组超时后，会重复发送，形成了死锁。

三次握手建立连接时，发送方再次发送确认的必要性？

• 如果有某一个请求连接因网络问题被滞后，直到新的连接建立完成后才发送到服务端，此时服务端会以为客户端发起了新的请求，于是会向客户端发送确认报文，此时如果没有客户端进行确认，新的连接就已经建立了，但是客户端不会从这个连接向服务端发送数据，而服务端一直在等待，资源就被浪费了。

TCP和UDP的区别？

• TCP协议是有连接的，也就是说传输数据之前客户端和服务端必须通过三次握手建立连接，会话结束后也要关闭连接，而UDP是无连接的

• TCP协议保证数据按序发送，按序到达，提供超时重传保证可靠性，而UDP不保证按序到达，甚至不保证到达，只是努力交付

• TCP协议所需资源多，TCP首部需要20个字节，而UDP为8个

• TCP有流量控制和拥塞控制，UDP没有，网络拥堵不会影响发送端的发送效率

• TCP是一对一的连接，而UDP则可以支持一对一、多对多、一对多的通信

• TCP面向的是字节流，UDP面向的是报文流