TCP连接与断开：三次握手与四次挥手深度解析

"TCP三次握手和四次挥手是TCP/IP协议中建立和关闭连接的重要过程，对于理解TCP工作原理至关重要。" TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在TCP协议中，为了确保数据的可靠传输，连接的建立和终止都有特定的步骤，即三次握手和四次挥手。 **三次握手过程**： 1. **第一次握手**：客户端想要与服务器建立连接，它会发送一个SYN（同步序列编号）包给服务器，包中包含一个初始序列号X。此时，客户端进入SYN_SENT状态。 2. **第二次握手**：服务器接收到SYN包后，确认连接请求，回复一个SYN+ACK包，其中SYN标志位和ACK标志位都置1，并且返回一个确认序号为X+1，同时携带自己的初始序列号Y。此时，服务器进入SYN_RECV状态。 3. **第三次握手**：客户端收到服务器的SYN+ACK包后，会发送一个纯ACK包，ACK标志位为1，确认序号设为Y+1，表示它已收到服务器的SYN包。客户端进入ESTABLISHED状态。当服务器收到这个确认包后，也进入ESTABLISHED状态，此时连接建立完成。 **SYN攻击**： 在三次握手中，如果恶意用户伪造大量不存在的IP地址发送SYN包给服务器，导致服务器发送大量SYN+ACK包并等待确认，这种攻击被称为SYN攻击。服务器的半连接队列会被占满，无法处理正常的SYN请求，从而影响服务性能甚至造成系统瘫痪。检测SYN攻击的方法是在服务器上查看是否有大量处于SYN_RECV状态的半连接。 为了防止SYN攻击，TCP协议栈进行了改进，如SYN cookies和设置更短的SYN重传超时时间等，以减少无效连接对系统的负面影响。 **四次挥手过程**： 1. **第一次挥手**：当客户端或服务器想要关闭连接时，会发送一个FIN（结束）包，表示不再发送数据。 2. **第二次挥手**：接收方收到FIN包后，发送一个ACK包作为响应，确认序号为收到的序列号+1，但可能还会发送剩余的数据。 3. **第三次挥手**：当一方数据传输完毕，会再次发送FIN包，表示所有数据都已发送，请求关闭连接。 4. **第四次挥手**：另一方收到FIN包后，发送ACK包作为确认，然后等待一段时间确保对方接收到此确认（TIME_WAIT阶段），最后关闭连接。 四次挥手的原因在于TCP的全双工特性，每个方向的连接都需要独立关闭。这个过程保证了数据的完整传输，确保了TCP连接的可靠性和无损性。