問題

1. TCP三次握手的過程是怎麼樣的？

2. TCP為什麼要三次握手，而不是二次?

3. 什麼是半連接/syn攻擊?
   

解析

• TCP三次握手

來自《計算機網絡》謝希仁著

起初，服務器和客戶端都為CLOSED狀態。在通信開始前，雙方創建各自的傳輸控制塊，服務器進入LISTEN狀態，監聽客戶端發來的連接請求。

第一次握手

客戶端向服務端發送連接請求報文段。該報文段的頭部中SYN=1，ACK=0，seq=x。請求發送後，客戶端便進入SYN-SENT狀態。為防止黑客攻擊，初始序號seq是客戶端隨機產生的一個值x。

注：這裡解釋下什麼是SYN，ACK，seq，ack

1. 序號：Sequence Number，簡寫為seq.序號字段的值則指的是本報文段所發送的數據（TCP數據部分）的第一個字節的序號。TCP字節流中，每一個字節都要按順序編號。

2. 確認號：Acknowledgement Number,簡寫為ack,是期望收到對方的下一個報文段的數據（TCP數據部分）的第一個字節的序號。 不要和ACK混起來，兩個不一樣。

3. 標誌位：共6個，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具體含義如下：
   

   （A）URG：緊急指針（urgent pointer）有效。

   （B）ACK：確認序號有效。

   （C）PSH：接收方應該儘快將這個報文交給應用層。

   （D）RST：重置連接。

   （E）SYN：發起一個新連接。

   （F）FIN：釋放一個連接。

第二次握手

服務端收到連接請求報文段後，如果同意連接，則會發送一個應答：SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+1。

該應答發送完成後便進入SYN-RCVD狀態。

注：ack=x+1,加1是因為SYN和FIN都會佔一個序號，第一次握手時SYN=1,所以這裡要加1。意思是期待收到客戶端的下一個數據序號為x+1。seq=y是服務端隨機生成的一個值y。

第三次握手

當客戶端收到連接同意的應答後，還要向服務端發送一個確認報文段，表示：服務端發來的連接同意應答已經成功收到。該報文段的頭部為：ACK=1，seq=x+1，ack=y+1。

客戶端發完這個報文段後便進入ESTABLISHED狀態，服務端收到這個應答後也進入ESTABLISHED狀態，此時連接的建立完成！

注：ack=y+1，,加1是因為第二次握手時SYN=1,所以這裡要加1，意思是期待收到服務端的下一個數據序號為y+1。這裡seq=x+1，由於第二次握手ACK=1狀態可以帶數據，第三次握手則seq=x+1，如果有帶那就不是這個值了。

上圖是有帶數據的情況

如果兩次握手就建立連接，可能導致下面的情況：

客戶端A給服務端B發送請求，由於某種原因，這個請求信號Ⅰ阻塞在某個路由處（但沒有失敗），而客戶端A以為請求信號發送失敗，所以重新發了一個請求信號Ⅱ。

服務端B收到了這個請求信號Ⅱ，回了ACK、Seq和ACK number，客戶端A接受到ACK、Seq和ACK number後，連接建立，進行通信，傳輸數據，通信完畢後斷開。

結果這時候第一次發送的請求連接信號Ⅰ傳到了服務端B，服務端B以為客戶端A又請求了一次新的連接，所以回ACK、Seq和ACK number，但由於客戶端A並沒有請求新的連接，會無視服務端B這一次的ACK、Seq和ACK number。此時對服務端B來講，連接已經建立了，其為此次連接分配的資源會一直等待下去。

而多了第三次握手，只有服務端B接收到客戶端A的ACK、Seq number、ACK number後，對服務端B才意味著連接建立。即如果超過了等待的時間，服務端B還未收到相應的ACK等信號，就會釋放之前為其分配的資源。

半連接/syn攻擊

在三次握手過程中，服務器發送SYN-ACK之後，收到客戶端的ACK之前的TCP連接稱為半連接(half-open connect).此時服務器處於Syn_RECV狀態.當收到ACK後，服務器轉入ESTABLISHED狀態.

Syn攻擊就是 攻擊客戶端 在短時間內偽造大量不存在的IP地址，向服務器不斷地發送syn包，服務器回覆確認包，並等待客戶的確認，由於源地址是不存在的，服務器需要不斷的重發直 至超時，這些偽造的SYN包將長時間佔用未連接隊列，正常的SYN請求被丟棄，目標系統運行緩慢，嚴重者引起網絡堵塞甚至系統癱瘓。

Syn攻擊是一個典型的DDOS攻擊。檢測SYN攻擊非常的方便，當你在服務器上看到大量的半連接狀態時，特別是源IP地址是隨機的，基本上可以斷定這是一次SYN攻擊.在Linux下可以如下命令檢測是否被Syn攻擊：

netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV