tcp三次握手與四次揮手

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

2、，完成三次握手。完成三次握手，客戶端與服務器開始傳送數(shù)據(jù)，在上述過程中，還有一些重要的概念：未連接隊列：在三次握手協(xié)議中，服務器維護一個未連接隊列，該隊列為每個客戶端的SYN包（syn=j）開設一個條目，該條目表明服務器已收到 SYN包，并向客戶發(fā)出確認，正在等待客戶的確認包。這些條目所標識的連接在服務器處于Syn_RECV狀態(tài)，當服務器收到客戶的確認包時，刪除該條目，服務器進入ESTABLISHED狀態(tài)。Backlog參數(shù)：表示未連接隊列的最大容納數(shù)目。SYN-ACK 重傳次數(shù)服務器發(fā)送完SYNACK包，如果未收到客戶確認包，服務器進行首次重傳，等待一段時間仍未收到客戶確認包，進行第二次重傳

3、，如果重傳次數(shù)超過系統(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列中刪除。注意，每次重傳等待的時間不一定相同。半連接存活時間：是指半連接隊列的條目存活的最長時間，也即服務從收到SYN包到確認這個報文無效的最長時間，該時間值是所有重傳請求包的最長等待時間總和。有時我們也稱半連接存活時間為Timeout時間、SYN_RECV存活時間。2.TCP握手協(xié)議（詳細）TCP/IP 是很多的不同的協(xié)議組成，實際上是一個協(xié)議組，TCP用戶數(shù)據(jù)報表協(xié)議(也稱作TCP傳輸控制協(xié)議，Transport Control Protocol。可靠的主機到主機層協(xié)議。這里要先強調一下，傳輸控制協(xié)議是OSI網絡的第四層的

4、叫法，TCP傳輸控制協(xié)議是TCP/IP傳輸?shù)?個基本協(xié)議的一種。兩個TCP意思非相同。 )。TCP是一種可靠的面向連接的傳送服務。它在傳送數(shù)據(jù)時是分段進行的，主機交換數(shù)據(jù)必須建立一個會話。它用比特流通信，即數(shù)據(jù)被作為無結構的字節(jié)流。通過每個TCP傳輸?shù)淖侄沃付樞蛱?，以獲得可靠性。是在OSI參考模型中的第四層，TCP是使用IP的網間互聯(lián)功能而提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，IP不停的把報文放到網絡上，而TCP是負責確信報文到達。在協(xié)同IP的操作中TCP負責：握手過程、報文管理、流量控制、錯誤檢測和處理（控制），可以根據(jù)一定的編號順序對非正常順序的報文給予從新排列順序。關于TCP的RFC文檔有RFC793、

5、RFC791、RFC1700。在TCP會話初期，有所謂的“三握手”：對每次發(fā)送的數(shù)據(jù)量是怎樣跟蹤進行協(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)確認數(shù)及數(shù)據(jù)發(fā)送、接收完畢后何時撤消聯(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，以特定的順序將數(shù)據(jù)包的序號，并需要這些包傳送給目標機之后的確認消息。 TCP總是用來發(fā)送大批量的數(shù)據(jù)。當應用程序在收到數(shù)據(jù)后要做出確認時也要用到TCP。由于TCP需要時刻跟蹤，這需要額外開銷，使得TCP的格式有些顯得復雜。下面就讓我們看一個TCP的經典案例，這是后來被稱為MITNICK攻擊中KEVIN開創(chuàng)了兩種攻擊技術：TCP會話劫持

6、SYN FLOOD（同步洪流）在這里我們討論的時TCP會話劫持的問題。先讓我們明白TCP建立連接的基本簡單的過程。為了建設一個小型的模仿環(huán)境我們假設有3臺接入互聯(lián)網的機器。A為攻擊者操縱的攻擊機。B為中介跳板機器（受信任的服務器）。C為受害者使用的機器（多是服務器），這里把C機器鎖定為目標機器。A機器向B機器發(fā)送SYN包，請求建立連接，這時已經響應請求的B機器會向A機器回應SYN/ACK表明同意建立連接，當A機器接受到B機器發(fā)送的SYN/ACK回應時，發(fā)送應答ACK建立A機器與B機器的網絡連接。這樣一個兩臺機器之間的TCP通話信道就建立成功了。B終端受信任的服務器向C機器發(fā)起TCP連接，A機器

7、對服務器發(fā)起SYN信息，使C機器不能響應B機器。在同時A機器也向B機器發(fā)送虛假的C機器回應的SYN數(shù)據(jù)包，接收到SYN數(shù)據(jù)包的B機器（被C機器信任）開始發(fā)送應答連接建立的 SYN/ACK數(shù)據(jù)包，這時C機器正在忙于響應以前發(fā)送的SYN數(shù)據(jù)而無暇回應B機器，而A機器的攻擊者預測出B機器包的序列號（現(xiàn)在的TCP序列號預測難度有所加大）假冒C機器向B機器發(fā)送應答ACK這時攻擊者騙取B 機器的信任，假冒C機器與B機器建立起TCP協(xié)議的對話連接。這個時候的C機器還是在響應攻擊者A機器發(fā)送的SYN數(shù)據(jù)。TCP協(xié)議棧的弱點：TCP連接的資源消耗，其中包括：數(shù)據(jù)包信息、條件狀態(tài)、序列號等。通過故意不完成建立連接

8、所需要的三次握手過程，造成連接一方的資源耗盡。通過攻擊者有意的不完成建立連接所需要的三次握手的全過程，從而造成了C機器的資源耗盡。序列號的可預測性，目標主機應答連接請求時返回的SYN/ACK的序列號時可預測的。（早期TCP協(xié)議棧，具體的可以參見1981年出的關于TCP雛形的RFC793文檔）TCP頭結構TCP協(xié)議頭最少20個字節(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地址的作用是標示報問的返回地址。TCP目的端口(Destination port)：16位的目的端口域定義傳輸?shù)?/p>

9、目的。這個端口指明報文接收計算機上的應用程序地址接口。TCP序列號（序列碼,Sequence Number）：32位的序列號由接收端計算機使用，重新分段的報文成最初形式。當SYN出現(xiàn)，序列碼實際上是初始序列碼（ISN），而第一個數(shù)據(jù)字節(jié)是ISN+1。這個序列號（序列碼）是可以補償傳輸中的 不一致。TCP應答號(Acknowledgment Number)：32位的序列號由接收端計算機使用，重組分段的報文成最初形式。，如果設置了ACK控制位，這個值表示一個準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、將來定義新的用途所保留。標志(Code Bits)：6位標志域。表示為：緊急標志、有意義的應答標志、推、重置連接標志、同步序列號標志、完成發(fā)送數(shù)據(jù)標志。按照順序排列是：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。窗口(Window)：16位，用來表示想收到的每個TCP數(shù)據(jù)段的大小。校驗位(Checksum)：16位TCP頭。源機器基于數(shù)據(jù)內容計算一個數(shù)值，收信息機要與源機器數(shù)值 結果完全一樣，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標志設置了時才有效。如果URG標志沒有被設置，緊急域作為填充。加快處理標示為緊急的數(shù)據(jù)段

11、。選項(Option)：長度不定，但長度必須以字節(jié)。如果 沒有 選項就表示這個一字節(jié)的域等于0。填充：不定長，填充的內容必須為0，它是為了數(shù)學目的而存在。目的是確?？臻g的可預測性。保證包頭的結合和數(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。標志控制功能URG：緊急標志緊急(The urgent pointer) 標志有效。緊急標志置位，ACK：確認標志確認編號(Acknowledgement Number)欄有效。大多數(shù)情況下該標志位是置位的。TCP報頭內的確認編號欄內包含的確認編號(w+1，F(xiàn)igure：1)為下一個預期的序列編號，同時提示遠端系統(tǒng)已經成功接

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

13、過序列編號。在TCP報頭中的序列編號欄包括了TCP分段中第一個字節(jié)的序列編號。FIN：結束標志帶有該標志置位的數(shù)據(jù)包用來結束一個TCP回話，但對應端口仍處于開放狀態(tài)，準備接收后續(xù)數(shù)據(jù)。服務端處于監(jiān)聽狀態(tài)，客戶端用于建立連接請求的數(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)。分析報頭信息： TCP層接收到相應的TCP和IP報頭，將這些信息存儲到內存中。檢查TCP校驗和(checksum)：標準的校驗和位于分段之中(Figure：2)。如果檢驗失敗，不返回確認，該分段丟棄，并等待客戶端進行重傳。查找協(xié)議控制塊(PCB)：TCP查找與該連接相關聯(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)聽情況下的機制) 如果該協(xié)議控制塊存在，但狀態(tài)為關閉，服務端不調用connect()或listen()。該分段丟棄，但不返回RST?？蛻舳藭L試重新建立連接請求。建立新的socket：當處于監(jiān)聽狀態(tài)的socket收到該分段時，會建立一個子socket，同時還有socket，tcpcb和 pub建立。這時如果有錯誤發(fā)生，會通過標志位來拆除相應的socket和釋放內存，TCP連接失敗。如果緩存隊列處于填滿狀態(tài)，TCP認為有錯誤發(fā)生，所有的后續(xù)連接請求會被拒絕。這里可以看出SYN Flood攻擊是如何起作用的。丟棄：

15、如果該分段中的標志為RST或ACK，或者沒有SYN標志，則該分段丟棄。并釋放相應的內存。發(fā)送序列變量SND.UNA ： 發(fā)送未確認SND.NXT ： 發(fā)送下一個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SND.WL2 ： 用于最后窗口更新的段確認號ISS ： 初始發(fā)送序列號接收序列號RCV.NXT ： 接收下一個RCV.WND ： 接收下一個RCV.UP ： 接收優(yōu)先指針I(yè)RS ： 初始接收序列號當前段變量SEG.SEQ ： 段序列號SEG.ACK ： 段確認標記SEG.LEN ： 段長SEG.WND ： 段窗口SEG.UP ： 段

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

17、ACK ： 等待原來發(fā)向遠程TCP的連接中斷請求的確認。TIME-WAIT ： 等待足夠的時間以確保遠程TCP接收到連接中斷請求的確認。CLOSED ： 沒有任何連接狀態(tài)。TCP連接過程是狀態(tài)的轉換，促使發(fā)生狀態(tài)轉換的是用戶調用：OPEN，SEND，RECEIVE，CLOSE，ABORT和STATUS。傳送過來的數(shù)據(jù)段，特別那些包括以下標記的數(shù)據(jù)段SYN，ACK，RST和FIN。還有超時，上面所說的都會時TCP狀態(tài)發(fā)生變化。序列號請注意，我們在TCP連接中發(fā)送的字節(jié)都有一個序列號。因為編了號，所以可以確認它們的收到。對序列號的確認是累積性的。TCP必須進行的序列號比較操作種類包括以下幾種：決定一些發(fā)送了的但未確認的序列號。決定所有的序列號都已經收到了。決定下一個段中應該包括的序列號。對于發(fā)送的數(shù)據(jù)TCP要接收確認，確認時必須進行的：SND.UNA = 最老的確認了的序列號。SND.NXT = 下一個要發(fā)送的序列號。SEG.ACK = 接收TCP的確認，接收TCP期待的下一個序列號