网络基础19 TCP连接
TCP的特性
TCP位于网络模型中的传输层，提供可靠的字节流服务，将大块数据分割成为以报文段（segment）为单位的数据包进行管理，目的是为了传送更大数据。
一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信，广播和多播不能用于TCP
TCP使用了校验和确认、重传极致保证可靠传输。要注意，TCP并不能保证数据一定会被对方收到，因为这是不能的。TCP能够做的事如果有可能就把数据递送到接收方，否则就（通过放弃重传并且终端连接这一手段）通知用户。因此准确说TCP也不是100%可靠的协议，它所能提供的是数据的可靠递送或故障的可靠通知。
TCP的三次握手
为了确保数据传输的可靠性，TCP协议采取了三次握手(three-way handshaking)策略。握手过程衡中使用了TCP的标志——SYN(synchronize)和ACK(acknowledgement)。
所谓的三次握手，值得是建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送三个包，握手过程如下：
（1）第一次握手
客户端首先发送一个带SYN标志（为1）的数据包给对方，指明客户端打算连接服务器的端口等信息。发送完成后，客户算进入SYN_SEND状态
（2）第二次握手
服务器收到后，回送一个带有SYN/ACK标志的数据包以示传达确认信息，发送完成后服务端进入SYN_RCVD状态
（3）第三次握手
最后客户端再回传一个带ACK标志的数据包，代表握手结束，客户端和服务端都进入ESTABLISED状态，TCP握手结束。
DoS攻击
DoS攻击就利用了三次握手的机制，客户端伪造不存在的IP作为源地址想服务器发送SYN报文，服务器收到之后会回应一个SYN+ACK报文，并且在自己的半连接队列中卫收到的SYN报文创建条目，等待客户端的ACK回应。
但是由于客户端采用了IP欺骗，服务端的ACK+SYN报文不会收到回应，就会等待、重传，直到重传次数超过系统规定的最大值后停止，并将这个SYN项目从半连接队列中删除。
如果在短时间内伪造大量不存在的IP地址，并快速发送大量这样的SYN保温给攻击目标，服务器的版连接队列就会被阻塞，系统资源被占用，正常的SYN请求得不到及时的处理，严重的还会硬气网络堵塞甚至系统瘫痪
TCP的四次挥手
TCP的连接断开需要发送四个包，因此称为四次挥手。客户端和服务端均可以主动发起挥手操作
（1）第一次挥手
假设客户端想要关闭连接，发送一个带有FIN标志的数据包给服务器，表明自己已经没有数据可以发送了，但是仍可以接受数据。
发送完毕后客户端进入FIN_WAIT_1状态
（2）第二次挥手
服务端确认客户端的FIN包，发送一个ACK确认包，表明自己接收到了客户端关闭连接的请求，但是还没有准备好关闭连接，需要继续发送剩余的数据
（3）第三次挥手
服务端准备好关闭连接时，向客户端发送结束连接请求，发送带有FIN标志的数据包。发送完毕后，服务端进入LAST_ACK状态，等待来自客户端的最后一个ACK
（4）第四次挥手
客户端接收到服务端的关闭请求，发送一个ACK确认包，进入TIME_WAIT状态，等待可能出现的要求重传的ACK包
服务端接受到这个确认包后，关闭连接，进入CLOSED状态。
客户端等待了某个固定时间之后，没有收到服务器端的ACK，认为服务器端已经正常关闭连接，于是自己也关闭连接，进入CLOSED状态。
为什么需要三次握手和四次挥手？
根本原因就是因为TCP是全双工通信的，双方都需要确保自己能被对方连接，以挥手为例：
（1）第一次挥手的FIN包，只代表主动方不会再发送数据报文，但是仍可以接受报文
（2）第二次挥手，被动方可能还有数据报文没发送完成，所以先发送ACK包，告诉对方“我已经知道想要断开连接的请求了”，这样主动方就不会再继续发送断开连接的请求（即FIN包）
（3）第三次挥手，被动方处理完数据报文了，发送FIN包，告诉主动方自己已经可以关闭了，发送FIN包后进入超时等待
（4）第四次挥手，如果主动方发送ACK报文，确认连接断开，双方释放连接。
之所以是四次，而不是三次，就是因为多了第二次挥手，这是被动方还没有做好断开连接的准备，还有数据要继续发送。
参考
- 《图解HTTP》
- TCP 的特性Q@笔试面试知识整理
- TCP为什么是四次挥手，而不是三次？@知乎