TCP三次握手和四次挥手基本知识

一、概述

TCP是面向连接、可靠的、基于字节流的传输层通讯协议。
如何确定一个TCP连接：

1. 目的IP
2. 目的端口
3. 源IP
4. 源端口
   

二、TCP建立连接

序列号client_isn和server_isn是随机初始化，可以通过netstat -napt来查看网络状态。

为什么建立连接需要三次握手？

1. 防止历史重复连接初始化。
2. 同步双方初始序列号。
3. 有效的避免资源浪费。

为什么初始的序列号是随机的？
网络中情况是不确定的、会延迟、也有可能复制重发，为了防止不同连接之间的报文混乱，所以需要随机产生。

什么是SYN攻击？如何避免SYN攻击？
TCP三次握手在服务端分为半连接队列和全连接队列。

攻击者短时间伪造大量的IP地址和端口在短时间内对服务端发起连接，会沾满SYN队列，导致无法为正常用户服务。

1. 修改内核参数，增大队列容量，将超出的SYN请求丢弃。
2. 开启cookie，net.ipv4.tcp_syncookies = 1，当SYN队列满了时，收到SYN请求，计算出一个cookie值，和SYN+ACK一块返回给客户端，到第三次握手时再发过来，服务端判断cookie的合法正确性，如果合法则放到accept队列中，否则丢弃。
   

三、TCP断开连接

为何TIME_WAIT需要2MLS？
MLS（MaximunSegement Lifetime），网络中可能还有剩余没有到达的数据报，收到后确认正好2MLS。

为何需要TIME_WAIT状态？

1. 防止收到旧的相同四元组的数据。
2. 保证被动连接一方正常关闭，即最后那个ACK可已被接收。

TIME_WAIT过多有何危害？

1. 浪费内存资源。
2. 占用TCP连接端口。

如何优化TIME_WAIT状态？

1. 打开net.ipv4.tcp_tw_reuse和net.ipv4.tcp_timestamps（TCP时间戳，复用的数据包可根据时间戳来判断是否过期）。使得处于TIME_WAIT状态的端口可以被重新使用。
2. net.ipv4.tcp_max_tw_buckets（默认18000，超过此值，所有TIME_WAIT连接重置，不推荐）。
3. 程序中使用 SO_LINGER，调用close后发送RST，不提倡。

连接时，客户端出现故障怎么办？
保活机制。

四、Socket编程

listen 时候参数 backlog 的意义？
设置accep连接队列的长度。

connect和accept发生在那步？
客户端connect成功在三次握手的第二步，服务端accept成功发生在第三步。

以上图片内容参考：https://mp.weixin.qq.com/s/tH8RFmjrveOmgLvk9hmrkw