TCP连接的建立（三次握手）

一、TCP报文段首部格式

l 序号：本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。

l 确认号ack：期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号

l 确认ACK：占1位，仅当ACK=1时，确认号字段才有效。ACK=0时，确认号无效

l 同步SYN：连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使得SYN=1，ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接受报文。

l 终止FIN：用来释放一个连接。FIN=1表示：此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接

二、TCP三次握手

所谓三次握手(Three-wayHandshake)，是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。

三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立TCP连接,并同步连接双方的序列号和确认号并交换 TCP 窗口大小信息.在socket编程中，客户端执行connect()时。将触发三次握手。



第一次握手:

客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号（X）,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。




第二次握手:

服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1，同时，将确认序号(AcknowledgementNumber)设置为客户的sequence加1，即X+1。那么服务器也必须要确认客户端确实可以收到我们的包才行，所以也会发送一个sequence（Y）给客户端，并且等待客户端响应。





第三次握手.

当客户端收到来自服务端的ACK后，就能确认之前的那个包已经被正确接收。客户端再次发送确认包(ACK)， SYN标志位为0,ACK标志位为1.并且把服务器发来的Sequence序号字段+1,放在ACK字段中发送给对方.并且在数据段放写ISN的+1




类比打电话的过程：

张三：李四你在不在？

李四：我在！ 那张三你在不在？

张三：我也在！

SYN攻击

在三次握手过程中，服务器发送SYN-ACK之后，收到客户端的ACK之前的TCP连接称为半连接(half-openconnect).此时服务器处于Syn_RECV状态.当收到ACK后，服务器转入ESTABLISHED状态.

Syn攻击就是 攻击客户端 在短时间内伪造大量不存在的IP地址，向服务器不断地发送syn包，服务器回复确认包，并等待客户的确认，由于源地址是不存在的，服务器需要不断的重发直 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请求被丢弃，目标系统运行缓慢，严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。

Syn攻击是一个典型的DDOS攻击。检测SYN攻击非常的方便，当你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，基本上可以断定这是一次SYN攻击.在Linux下可以如下命令检测是否被Syn攻击

netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV

一般较新的TCP/IP协议栈都对这一过程进行修正来防范Syn攻击，修改tcp协议实现。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.

但是不能完全防范syn攻击。

这里我们通过 wireshark 来演示三次握手的过程。

我们以CentOS 的一个FTP镜像服务器作为连接目标。IP为： 116.193.170.18



在wireshark软件中，设置 Capture Filter: TCP only



抓取TCP包如下：



第一次：



第二次：



第三次：



在学习网络的过程中， 通过相关软件可以更直观的了解具体实现。