TCP协议

TCP,全称Transmission Control Protocol,传输控制协议。双工协议。是主机对主机层的传输控制协议,提供可靠的连接服务。

对于前端而言,最常用的就是需要理解“三次握手”和“四次挥手”这两个重要的解决方案。

这两个方案是为了解决连接建立和连接关闭的问题的。

建立连接

例子:打电话/视频时,双方如何确定自己能够听到对方的声音,对方能够听到自己的声音呢? 具体场景: A->B:你可以听到吗?(A发起询问,以确定B能否听到自己的声音?) B->A:可以。你呢?(B听到A的询问,B能确定能够听到A的声音B←A!B发起询问,确定A能否听到自己的声音?当A听到B的回复时,A能确定能听到B的声音A←B,且B能听到自己的声音A→B) A->B:可以,我们开始说话吧。(当B收到A的回复时,B能确定A能听到自己的声音B→A

图示如下:

同理,“三次握手”也是如此:

原则上任何数据传输都无法确保绝对可靠,三次握手只是确保可靠的基本需要。

关闭连接

因为TCP是双工协议,所以其实无论是建立连接还是关闭连接,双方的地位是相同的。

当主动方请求关闭连接,到最终关闭连接,需要经历4个阶段,即“四次挥手”(确保数据能够完整传输):

  • 主动方向被动方发送一个请求,内容为关闭连接(此时说明了主动方已经没有数据要发送给被动方了)
  • 被动方收到后这个请求后,并不会马上关闭连接,因为有可能还需要发送数据给主动方,这是会告知主动方已经知道了
  • 被动方也没有数据发送给主动方后,会给主动方发送“好了,可以关闭了”
  • 主动方收到后,会给被动方发送“好的”,随即主动方关闭、被动方关闭

图示如下:

SYN攻击

这个出现在三次握手过程中,如果建立连接方(Client)同时向(Server)发起建立大量请求(伪造大量不存在的IP发送SYN包),Server会一直向Client发送确认包直至超时。而这长期占用的未连接队列会导致正常的请求因为队列满而被丢弃,从而引起网络堵塞甚至系统瘫痪。这是一种典型的DDOS攻击。

监测SYN攻击的方式即当Server上有大量半连接状态且源IP地址是随即的,则可以断定遭到SYN攻击了,执行如下命令:

netstat -nap | grep SYN_RECV

附注

前端面试中经常会遇到的问题有:

  • “三次握手”和“四次挥手”是什么?流程?
  • 为什么建立连接是三次,而关闭连接却是四次? 原作者解答是:

这是因为服务端在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时,当收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据,己方也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即close,也可以发送一些数据给对方后,再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接,因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送。

即接收请求方,在建立连接时给主动方发了一个报文,而关闭时会发送两个报文,多出来的一个是传输数据,以确保数据的完整传输。

其他

目前对建立连接和关闭连接的流程做了了解,但其中协议的内容、原理和报文的一些关键字段还需要进一步学习。

(本篇完)


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