1. 三次握手的实质
1 1 1 1 1 在建立一个TCP连接时，三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值，并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤
2. 作用2
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- 为了确认双方的接收能力和发送能力是否正常
- 指定自己的初始化序列号为后面的稳定性传送做准备
3. 实际做了什么3
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- 连接服务器的指定端口，建立TCP连接
- 同步连接双方的序列号和确认号
- 交换TCP窗口大小信息
4. 开始状态
1 1 1 1 1 客户端：Closed 服务器：Listen
5. 三次握手过程，给谁发，发什么，啥状态，注意什么
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第一次握手：
- 客户端给服务器发送一个SYN报文
- 指明客户端的初始化序列号ISN，首部同步位SYN=1，初始序号seq=x
- 客户端处于SYN_SENT状态
- SYN=1的报文不能携带数据，但要消耗一个序号
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第二次握手：
- 服务器收到客户端发的SYN报文后，发一个SYN报文作为应答
- 指定自己的初始化序列号ISN，把客户端的ISN+1作为ACK的值，表示自己收到了客户端的SYN，确认报文段中SYN=1，ACK=1，确认号ack=x+1，初始序号seq=y
- 服务器处于SYN_RCVE状态
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第三次握手
- 客户端收到SYN报文后，发送一个ACK报文作为应答
- 把服务器的ISN+1作为ACK的值，表示已经收到了服务器的SYN报文，在服务器收到ACK的报文后，双方建立起连接，确认报文段ACK=1，确认号ack=y+1（初始为seq=x，所以第二个报文段要+1）
- 发送ACK报文时客户端处于ESTABLISHED状态，服务器收到ACK报文后处于ESTABLISHED状态
- ACK报文段可以携带数据，不携带数据不消耗序列号
6. 为什么不能两次握手
为了实现（），三次握手过程实质 如果只是两次握手（） 1 1 1 1 1
- 为了实现可靠数据传输，TCP协议的通信双方都必须维护一个序列号，来标识发送出去的数据包中，哪些是已经被对方接收到的。三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值，并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤
- 如果只是两次握手，至多只有连接发起方的起始序列号能被确认，另一方选择的序列号则得不到确认
7. 为什么需要三次握手而非两次
为了实现（？） 序号从（？）开始 TCP是（哪种？）协议，通信双方（），因此（） 以发送10Byte数据包同时送上序号500为例 1 1 1 1 1
- 为了实现可靠传输，发送方和接收方始终要同步序号
- 序号并不是从0开始，而是由发送方随机选择的初始序列号（ISN：Initial Sequence Number）开始
- TCP是一个双向通信协议，通信双方都有能力发送信息并接收响应，因此，通信双方都需要随机产生一个初始的序列号，并把这个起始值告诉对方
- 例如发送方发送一个大小为10byte的数据包，同时送上一个序号500，那么接收方收到这个数据包后，回复确认号510（500+10）告诉发送方“我已经收到了你的数据包，你可以发送下一个数据包，序号从510开始”
8. TCP数据包结构
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9. 区分ACK标志位与确认号
二者大小区别 在TCP首部中的位置 ACK报文中ACK=x+1的含义 1 1 1 1 1
- ACK标志位（1bit）
- 确认号（acknowledgement number）
- 通过ACK=x+1的含义来区分：
- TCP包中ACK标志位置为1
- TCP包的确认号值赋值为x+1
10. 区分SYN标志位与序号
二者大小区别 在TCP首部中的位置 1 1 1 1 1
- SYN标志位（1bit）
- 序号（sequence number）也可以叫序列号
11. 三次握手的序号
确认号如何理解 TCP对SYN报文的规定？ TCP对ACK报文的规定？ 1 1 1 1 1
- 确认号（acknowledgement number）是向对方表示我期待收到的下一个序号，例如向对方回复ack=31，代表我已经收到了序号截止到30的数据，期待下一个数据起点是31
- TCP规定：SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但要消耗一个序号
- 三次握手的第一次和第二次握手就是这样，要消耗一个序号
- 第一次握手SYN位置为1
- 第二次握手SYN位和ACK位都置为1
- TCP还规定：ACK报文段可以携带数据，但如果不携带数据则不消耗序号
- 第三次握手时ACK置为1，确认号ack=y+1，自己的序号seq=x+1，下一个数据报文段的序号仍是seq=x+1
12. 三次握手示意图
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13. 半连接队列
半连接队列的概念 全连接队列 队列满了会有什么现象 SYN-ACK重传 重传次数超过系统最大重传次数会怎样 重传时间 1 1 1 1 1 第一次握手，客户端向服务器发送一个SYN报文，服务器收到这个报文后，就会处于SYN_RCVD状态，此时双方没有完全建立连接，服务器把这种状态下的请求连接放在一个队列里，这个队列就是半连接队列
全连接队列：已经完成三次握手，建立起的连接就会放在全连接队列中
队列满了可能就会出现丢包现象
==SYN-ACK重传次数== 服务器发送完SYN-ACK包，如果未收到客户端确认包，服务器进行首次重传，等待一段时间还没有收到客户端确认包，进行二次重传。 如果重传次数超过系统规定的最大重传次数，系统将该连接信息从半连接队列中删除 每次重传时间不一定相同，一般是指数增长，例如间隔为1、2、4、8等
14. ISN是固定的吗
什么时候有初始化序列号 初始化序列号可以看作什么 选择序号的目的 为什么ISN不是固定的 1 1 1 1 1 当一端为建立连接 而发送SYN报文时，它为连接选择一个 初始化序列号。这个初始化序列号（ISN：Initial Sequence Number）随时间变化，每个连接 都有不同的初始化序列号。
初始化序列号可以看作是一个32比特计数器，每4ms加1。
这样选择序号的目的是 防止在网络中被延迟的分组 在以后又被传送，导致 某个连接的一方对它做出错误的解释。
三次握手中一个重要的功能是 客户端和服务器交换初始化序列号，让对方知道 接下来接收数据的时候 如何按序号组装数据，而且 如果ISN是确定的，攻击者很容易猜出后续的确认号
15. 三次握手的过程中可以携带数据吗
TCP规定：SYN报文，所以（） TCP还规定：ACK报文，所以（） 从攻击服务器的角度想 1 1 1 1 1 TCP规定：SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但要消耗一个序号 三次握手的第一次和第二次握手就是这样，要消耗一个序号 第一次握手SYN位 置为1 第二次握手SYN位和ACK位都 置为1 所以第一次和第二次握手都消耗一个序号
TCP还规定：ACK报文段可以携带数据，但如果不携带数据 则不消耗序号 第三次握手时ACK置为1，确认号ack=y+1，自己的序号seq=x+1，如果这个ACK报文没有携带数据，那么下一个数据报文段的序号仍是seq=x+1
从攻击服务器的角度想，如果第一次握手可以携带数据，那只要在第一次握手的报文中放大量数据，服务器就要用更多的时间和内存去处理这些数据，会增加服务器被攻击的风险。而第三次握手时，客户端已经处于ESTABLISHED状态，也确认了服务器的接收和发送能力正常，就可以携带数据了
第一次和第二次握手不能携带数据，第三次握手的时候可以携带数据
16. SYN攻击是什么
为什么服务器容易受到攻击 解释一下SYN攻击 检测SYN攻击 常见的防御SYN攻击方法 1 1 1 1 1 服务器端的资源分配 是在二次握手时分配的，而客户端的资源 是在完成三次握手时分配的，所以服务器容易受到 SYN泛洪攻击。
SYN攻击就是 客户端在短时间内伪造大量不存在的IP地址，并向服务器不断地发送SYN包，服务器则回复确认包并等待客户端确认，由于源地址不存在，因此服务器需要不断重发直到超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，导致正常的SYN请求因队列满而被丢弃，引起网络拥塞 甚至系统瘫痪，SYN攻击是一种典型的DoS/DDoS攻击
检测SYN攻击非常方便，当在服务器上看到大量的半连接状态时，特别是源IP地址是随机的，基本可以确定这是一次SYN攻击，在Linux/Unix上可以使用系统自带的netstats命令来检测SYN攻击
netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV常见的防御SYN攻击方法如下： 缩短超时（SYN Timeout）时间 增加最大半连接数 过滤网关防护 SYN cookies技术
17. 四次挥手
挥手要四次是由于什么造成的 什么是半关闭 四次挥手过程，发什么，啥状态 1 1 1 1 1 终止一个连接需要经过四次挥手，这是由TCP的半关闭（half-close）造成的。
什么是半关闭
半关闭：TCP提供了 连接的一端 在结束它的发送后 还能接收来自另一端数据的能力
四次挥手过程 发什么 啥状态
第一次挥手：客户端发送一个FIN报文，FIN置为1，序号seq=u，并停止发送数据，主动关闭TCP连接；
进入FIN_WAIT1(终止等待1)状态，等待服务器确认
第二次挥手：服务器收到FIN报文后，返回ACK报文，ACK标志位置为1，确认号ack=u+1(即客户端发送的序号值+1，表明已经收到客户端的报文了)，序号seq=v； 服务器进入CLOSE_WAIT（关闭等待）状态； 此时TCP处于半关闭状态，客户端到服务器的连接释放，客户端收到服务器的确认后，进入FIN_WAIT2（终止等待2）状态，等待服务器发出的连接释放报文
第三次挥手：如果服务器也想断开连接了，和客户端第一次挥手一样，发送一个FIN报文（FIN=1，序号seq=w，ACK=1，确认号ack=u+1）； 服务器进入LAST_ACK（最后确认）状态，等待客户端确认
第四次挥手：客户端收到FIN报文后，一样发送一个ACK报文（ACK=1，ack=w+1，seq=u+1）作为应答； 客户端进入TIME_WAIT(时间等待)状态，此时TCP未释放掉，需要经过2MSL的时间后才进入CLOSED状态
18. 在socket编程中，使用什么方法触发三次握手，使用什么方法触发四次挥手
1 1 1 1 1 客户端执行connect()时，触发三次握手 任何一方执行close()操作，触发四次挥手
19. 挥手为什么需要四次
三次握手的第二次握手与四次挥手的二三次挥手 1 1 1 1 1 在三次握手的第二次握手过程中，可以直接发送SYN+ACK报文，其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步 的。
但在关闭连接时，服务器收到FIN报文时，可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉客户端：“你发的FIN报文我收到了”，只有等到我服务器的所有报文都发送完了，才能向你客户端发送FIN报文，因此不能一起发送，故需要四次挥手
20. 2MSL等待状态是什么
哪个状态 TCP必须选择一个（），这个东西的具体细节 对于一个MSL值的处理原则 2MSL等待的另一个作用 1 1 1 1 1 TIME_WAIT状态也称为2MSL等待状态
每个具体TCP实现必须选择一个报文段最大生存时间MSL(Maximum Segment Lifetime)，它是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间，这个时间是有限的，因为TCP报文段以IP数据报在网络内传输，而IP数据报则有限制其生存时间的TTL字段
对一个具体实现所给定的MSL值，处理原则是：当TCP执行一个主动关闭，并发回最后一个ACK，该连接必须在TIME_WAIT状态停留的时间为2倍的MSL，这样可以让TCP再次发送最后的ACK防止这个ACK丢失（另一端超时并重发最后的FIN）
这种2MSL等待的另一个作用是这个TCP连接在2MSL等待期间，定义这个连接的插口（客户端的IP地址和端口号，服务器的IP地址和端口号）不能再被使用，这个连接 只能在2MSL结束之后 才能再次被使用
21. 四次挥手释放连接时，等待2MSL的意义
MSL的意义 等待2MSL的目的，为什么，假如客户端不等待2MSL 1 1 1 1 1 MSL是Maximum Segment Lifetime的英文缩写，意为报文段最大生存时间，它是任何报文段在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃
为了保证 客户端发送的最后一个ACK报文段 能够到达服务器 因为这个ACK有可能丢失，从而导致处在LAST-ACK状态的服务器 收不到对FIN-ACK的确认报文。服务器会超时重传这个FIN-ACK，接着客户端再重传一次确认，重新启动时间等待计时器，最后客户端和服务器都能正常关闭。 假如客户端不等待2MSL，而是在发送完ACK后直接释放关闭，一但这个ACK丢失的话，服务器就无法正常的进入关闭连接状态
22. TIME_WAIT状态等待2MSL的两个理由，该理由的具体内容
1 1 1 1 1 ⚪ 保证客户端最后一次发送的ACK报文段能够到达服务器
这个ACK报文段有可能丢失，使得处于LAST-ACK状态的服务器收不到 对已发送的FIN+ACK报文的确认，服务器超时重传FIN+ACK报文段，而客户端能在2MSL时间内 收到这个重传的FIN+ACK报文，接着客户端重传一次确认，重新启动2MSL计时器，最后客户端和服务器都进入CLOSED状态，如果客户端在TIME-WAIT状态不等待一段时间，而是发送完ACK报文后立即释放连接，就收不到服务器重传的FIN+ACK报文，也就不会再发送一次确认报文，最后导致服务器无法正常进入CLOSED状态
⚪ 防止==已经失效的连接请求报文段==出现在本连接中
客户端在发送完最后一个ACK报文段后，再经过2MSL，就可以使本连接持续的时间内 所产生的所有报文段都从网络中消失，使下一个新的连接中 不会出现这种旧的连接请求报文段