三次握手

什么是 TCP 三次握手？ 三次握手，简单来说，就是： TCP 三次握手的漫画 发送方：我要和你建立链接？ 接收方：你真的要和我建立链接么？ 发送方：我真的要和你建立链接，成功。 详细来说，步骤如下： 第一次握手：Client 将标志位 SYN=1 ，随机产生一个值 seq=J ，并将该数据包发送给 Server 。此时，Client 进入SYN_SENT 状态，等待 Server 确认。 第二次握手：Server 收到数据包后由标志位 SYN=1 知道Client请求建立连接，Server 将标志位 SYN 和 ACK 都置为 1 ，ack=J+1，随机产生一个值 seq=K ，并将该数据包发送给 Client 以确认连接请求，Server 进入 SYN_RCVD 状态。此时，Server 进入 SYC_RCVD 状态。 第三次握手：Client 收到确认后，检查 ack 是否为 J+1 ，ACK 是否为 1 。 如果正确，则将标志位 ACK 置为 1 ，ack=K+1 ，并将该数据包发送给 Server 。此时，Client 进入 ESTABLISHED 状态。 Server 检查 ack 是否为 K+1 ，ACK 是否为 1 ，如果正确则连接建立成功。此时 Server 进入 ESTABLISHED 状态，完成三次握手，随后 Client 与 Server

前几天，一个学员说在网上视频面试时，被问到“对TCP协议的三次握手和四次挥手的理解”，他回答的有点差强人意，后来他特意问了我们这个问题，在双重记忆下，终于对此有所理解。今天，就与大家探讨下“对TCP协议的三次握手和四次挥手的理解”问题。希望可以帮助到更多新手小白或基础不太牢固的同学，加深对此的理解和感悟。 为什么会用到三次握手和四次挥手？ 为了对每次发送的数据量进行跟踪与协商，确保数据段的发送和接收同步，根据所接收到的数据量而确认数据发送、接收完毕后何时撤消联系，并建立虚连接。就需要三次握手。三次握手的意义在于防止已过期的连接再次传到被连接的主机。 当客户端和服务器通过三次握手建立了TCP连接以后，当数据传送完毕，当需要断开TCP连接时，这里就有了四次挥手。 三次握手是什么？ 简单说来，第一次握手是发送带有SYN标志的数据包从客户端到服务端。第二次握手是发送带有SYN/ACK标志的数据包从服务端到客户端。第三次握手是发送带有带有ACK标志的数据包从客户端到服务端。 四次挥手是什么？ 由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。

实战一：实现zabbix监控TCP连接数 端口状态转换 TCP三次握手 TCP四次断开 1、配置主动模式的zabbix-agent服务器（node1主机） （1）制作TCP连接数提取脚本 [root@node1 zabbix_agentd.d]# cat tcp_conn.sh #!/bin/bash tcp_conn_status(){ TCP_STAT=$1 ss -ant | awk 'NR>1 {++s[$1]} END {for(k in s) print k,s[k]}' > /tmp/tcp_conn.txt TCP_NUM=$(grep "$TCP_STAT" /tmp/tcp_conn.txt | cut -d ' ' -f2) if [ -z $TCP_NUM ];then TCP_NUM=0 fi echo $TCP_NUM } main(){ case $1 in tcp_status) tcp_conn_status $2; ;; esac } main $1 $2 （2）加上执行权限，并验证效果。 [root@node1 zabbix_agentd.d]# chmod +x tcp_conn.sh # 加上执行权限 [root@node1 zabbix_agentd.d]# bash tcp_conn.sh tcp_status LISTEN #

前置知识 1 为什么需要TCP连接？ 因为是这套机制是以不同的五元组描述的通道进行管理的 2 什么是连接（Connection)? 抽象层面上：五元组唯一标识的一条通信通道 OS层面上：一个Connection对象，描述五元组信息+各种信息管理（SN/ASN+缓冲信息区） OS通过List/Map把Connection对象组织起来 3.连接管理 需要有创建连接的过程和销毁连接的过程 因此有了三次握手建立TCP连接和四次挥手释放连接 生命周期1)建立连接 2）连接可用（进行正常通信）3）连接释放 4.什么是Socket(套接字） 三次握手建立连接 1.主要过程(客户端与服务器之间的通信过程） SN：序列号 SYN:表示想建立连接 ASN：确认序列号 ACK：确认应答用的，表示确认之前接收到的segment，配合确认序列号（ASN）使用空的ACK不需要再次应答 描述三次握手的过程 第一次：客户端发送含SN，SYN的包到服务器 第二次：服务器发送含ACK，SYN的包到客户端，ASN=Client’S+1 第三次：客户端发送含ACK，ASN=Server‘SN+1的包到服务器 练习 写出上述7个过程的通信过程 三次握手的状态转换： 四次挥手释放连接 TCP是全双工的，需要双向来关闭 主动关闭方VS 被动关闭方（不等同于服务器和客户端） 1）我是主动关闭方 2）我是被动关闭方 3

1 Socket通信原理 1.1 ISO七层模型 1.2 TCP/IP五层模型 应用层相当于OSI中的会话层，表示层，应用层。 区别参考：http://blog.chinaunix.net/uid-22166872-id-3716751.html 1.3 TCP报文 （1）序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。 （2）确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。 （3）标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下： （A）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。 （B）ACK：确认序号有效。 （C）PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。 （D）RST：重置连接。 （E）SYN：发起一个新连接。 （F）FIN：释放一个连接。 需要注意的是： （A）不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。 （B）确认方Ack=发起方Req+1，两端配对。 1.4 Socket通信 Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP /IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据

TCP通信过程包括三个步骤： 1.建立TCP连接通道 2.传输数据 3.断开TCP连接通道。 如图所示，给出了TCP通信过程的示意图。 上图主要包括三部分：建立连接、传输数据、断开连接。 建立TCP连接很简单，通过三次握手便可建立连接。建立好连接后，开始传输数据。TCP数据传输牵涉到的概念很多：超时重传、快速重传、流量控制、拥塞控制等等。断开连接的过程也很简单，通过四次握手完成断开连接的过程。三次握手建立连接： 第一次握手：客户端发送syn包(seq=x)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认;第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN(ack=x+1)，同时自己也发送一个SYN包(seq=y)，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态;第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。 握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。 传输数据过程： a.超时重传超时重传机制用来保证TCP传输的可靠性。每次发送数据包时，发送的数据报都有seq号，接收端收到数据后，会回复ack进行确认

计算机网络体系图：传统的OSI网络模型有7层，TCP/IP体系有4层，常用的为5层模型，为了详细说明每层的作用，将会对7层作用先进行说明： 应用层 通俗地说，代表所有能 产生网络流量的程序 。准确定义是：应用层协议定义的是应用进程（进程：主机中正在运行的程序）间的通信和交互的规则。对于不同的网络应用需要不同的应用层协议。在互联网中应用层协议很多，如 域名系统DNS ，支持 万维网应用的 HTTP协议 ，支持 电子邮件的 SMTP协议 等等。我们把应用层交互的数据单元称为报文。 表示层 在传输之前进行的处理（对数据进行加密或压缩处理），包括信息的语法语义以及它们的关联。 会话层 不同机器上的用户之间建立及管理会话。利用会话层可以用来查木马，用 netstat -n 可以查看计算机打开的端口和建立的会话， netstat -nb 可以查看占用端口和建立会话的应用程序（可能需要管理者权限） ，用netstat /?可以查看指令的help使用指南 传输层 它的主要任务就是负责向两台主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务。 可靠传输TCP （保证数据传输可靠性，如传文件），流量控制， 不可靠传输UDP （不用建立会话，不保证数据传输可靠性，如qq发消息，直播等），数据分段编号。****应用进程利用该服务传送应用层报文。“通用的”是指并不针对某一个特定的网络应用

一、TCP的传输连接管理有三个阶段：连接建立、数据传送和连接释放。 TCP连接时的建立都是采用客户服务器方式。 TCP有6种标示:SYN(建立联机) ACK(确认) PSH(传送) FIN(结束) RST(重置) URG(紧急) 二、TCP协议的三次握手： 第一次握手 客户端向服务器发出连接请求报文，这时报文首部中的同部位SYN=1，同时随机生成初始序列号 seq=x，此时，TCP客户端进程进入了 SYN-SENT（同步已发送状态）状态。TCP规定，SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但需要消耗掉一个序号。这个三次握手中的开始。表示客户端想要和服务端建立连接。 第二次握手 TCP服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文。确认报文中应该 ACK=1，SYN=1，确认号是ack=x+1，同时也要为自己随机初始化一个序列号 seq=y，此时，TCP服务器进程进入了SYN-RCVD（同步收到）状态。这个报文也不能携带数据，但是同样要消耗一个序号。这个报文带有SYN(建立连接)和ACK(确认)标志，询问客户端是否准备好。 第三次握手 TCP客户进程收到确认后，还要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1，ack=y+1，此时，TCP连接建立，客户端进入ESTAB-LISHED（已建立连接）状态。 TCP规定，ACK报文段可以携带数据，但是如果不携带数据则不消耗序号

Python面试重点（进阶篇） 注意：只有必答题部分计算分值，补充题不计算分值。 第一部分 必答题 简述 OSI 7层模型及其作用？（2分） 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层一般在开发中应用层 表示层 会话层会合并成应用层我们开发中的网络通信都是基于socket来完成的,它封装了传输层 网络层 数据链路层 物理层各层的功能大概包括 :​• 应用层 : 是计算机用户以及各种应用程序和网络之间的接口,直接向用户提供服务,完成用户所需的在网络上的各种工作 ,应用层为用户提供的服务和协议有:文件服务、目录服务、文件传输服务（FTP）、远程登录服务（Telnet）、电子邮件服务（E-mail）、打印服务、安全服务、网络管理服务、数据库服务等​• 表示层 : 处理用户信息的表示问题，如编码、数据格式转换和加密解密”等。​• 会话层 : 组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。​• 传输层 : 接收上一层的数据,在必要时吧数据进行分割,并将这些数据交给网络层,且保证这些数据段有效到达对端​• 网络层 : 控制子网的运行,如逻辑编址、分组传输、路由选择​• 数据链路层 : 通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。 ​• 物理层 : 利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的传输 简述 TCP三次握手

Python面试重点（进阶篇） 注意：只有必答题部分计算分值，补充题不计算分值。 第一部分 必答题 简述 OSI 7层模型及其作用？（2分） # 应用层：文件传输，文件管理，电子邮件的信息处理# 表示层：确保一个系统的应用层发送的消息可以被另一个系统的应用层读取，编码转换，数据解析，管理数据的解密和加密# 会话层：验证访问和会话管理# 传输层：为应用程序之间提供端对端的逻辑通信。# 网络层：选择合适的网间路由完成两个计算机之间的多个数据链路，通过路由协议和地址解析协议（ARP）。IP，RIP（路由信息协议），OSPF（最短路径优先协议）# 数据链路层：在物理层提供的比特流的基础上，建立相邻节点之间的数据链路，不可靠的物理介质提供可靠传输 ppp协议# 物理层：规定通信设备，通信链路的特性 简述 TCP三次握手、四次回收的流程。（3分） # 第一次握手：客户端首先向服务端发起连接，这时TCP头部中的SYN标识位值为1，然后选定一个初始序号seq=x（一般是随机的），消息发送后，A进入SYN_SENT状态，SYN=1的报文段不能携带数据，但要消耗一个序号。# 第二次握手：服务端收到客户端的连接请求后，同意建立连接，向A发送确认数据，这时TCP头部中的SYN和ACK标识位值均为1，确认序号为ack=x+1，然后选定自己的初始序号seq=y（一般是随机的），确认消息发送后，服务端进入SYN