计算机网络经典面试题目-----三次握手四次断开

tech2024-11-12  5

三次握手四次断开

三次握手

在客户机与服务器进行通信时,即建立一个TCP连接时,客户端和服务器总共发送3个包来进行确认。

三次握手的目的是连接服务器指定端口,建立TCP连接,并同步连接双方的序列号和确认号并交换 TCP 窗口大小信息

第一次握手 首先: 客户端状态:主动由closed–>syn-sent状态 服务器状态:被动由closed–>listen状态 1.客户端会向服务端发送一个序列号seq=x,SYN标志位为1的请求包,这时候客户端会阻塞等待服务端应答

第二次握手

2.服务端收到客户端的SYN连接请求后,服务端会从LISTEN状态变为SYN_RCVD状态,会向客户端回复SYN和ACK标志位为1(表示同意建立连接),seq序列号为y,ack确认号为x+1的包

第三次握手

3.当客户端收到服务端的回复后,客户端会从SYN_SENT状态变为ESTABLISHED状态,同时会向服务端发送一个ACK标志位为1,seq序列号为x+1,ack确认号为y+1的ACK回复包,服务器端收到回复后,会由SYN_RCVD状态变为ESTABLISHED状态,此时已经成功建立连接,可以进行数据传送了。

四次断开(挥手)

当服务器端与客户端数据传输完毕后,双方都可释放连接。最开始的时候,客户端和服务器都是处于ESTABLISHED状态,然后客户端主动关闭,服务器被动关闭。

1.客户端进程发出连接释放报文,并且停止发送数据。释放数据报文首部,FIN=1,其序列号为seq=u,此时,客户端进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态。 TCP规定,FIN报文段即使不携带数据,也要消耗一个序号。

2.服务器收到连接释放报文,发出确认报文,ACK=1,ack=u+1,并且带上自己的序列号seq=v,此时,服务端就进入了CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。TCP服务器通知高层的应用进程,客户端向服务器的方向就释放了,这时候处于半关闭状态,即客户端已经没有数据要发送了,但是服务器若发送数据,客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间,也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。

3.客户端收到服务器的确认请求后,此时,客户端就进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待服务器发送连接释放报文(在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据)。

4.服务器将最后的数据发送完毕后,即closed状态结束之后,服务器就进入了LAST-ACK(最后确认)状态,同时服务器会向客户端发送连接释放报文,FIN=1,ack=u+1,由于在半关闭状态,服务器很可能又发送了一些数据,假定此时的序列号为seq=w,等待客户端的确认。

5.客户端收到服务器的连接释放报文后,必须发出确认,ACK=1,ack=w+1,而自己的序列号是seq=u+1,此时,客户端就进入了TIME-WAIT(时间等待)状态。注意此时TCP连接还没有释放,必须经过2MSL(最长报文段寿命)的时间后,当客户端撤销相应的TCB后,才进入CLOSED状态。

6.服务器只要收到了客户端发出的确认,立即进入CLOSED状态。同样,撤销TCB后,就结束了这次的TCP连接。可以看到,服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

相关问题

1,SYN攻击 在三次握手过程中,服务器发送SYN-ACK之后,收到客户端的ACK之前的TCP连接称为半连接(half-open connect).此时服务器处于Syn_RECV状态.当收到ACK后,服务器转入ESTABLISHED状态. Syn攻击就是 攻击客户端 在短时间内伪造大量不存在的IP地址,向服务器不断地发送syn包,服务器回复确认包,并等待客户的确认,由于源地址是不存在的,服务器需要不断的重发直 至超时,这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列,正常的SYN请求被丢弃,目标系统运行缓慢,严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。 Syn攻击是一个典型的DDOS攻击。检测SYN攻击非常的方便,当你在服务器上看到大量的半连接状态时,特别是源IP地址是随机的,基本上可以断定这是一次SYN攻击.在Linux下可以如下命令检测是否被Syn攻击 netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV 一般较新的TCP/IP协议栈都对这一过程进行修正来防范Syn攻击,修改tcp协议实现。主要方法有SynAttackProtect保护机制、SYN cookies技术、增加最大半连接和缩短超时时间等. 但是不能完全防范syn攻击。

2.为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态? 这是因为虽然双方都同意关闭连接了,而且握手的4个报文也都协调和发送完毕,按理可以直接回到CLOSED状态(就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样);但是因为我们必须要假想网络是不可靠的,你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到,因此对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文,而重发FIN报文,所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文。

3. 为什么不能用两次握手进行连接? 我们知道,3次握手完成两个重要的功能,既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好),也要允许双方就初始序列号进行协商,这个序列号在握手过程中被发送和确认。 现在把三次握手改成仅需要两次握手,死锁是可能发生的。作为例子,考虑计算机S和C之间的通信,假定C给S发送一个连接请求分组,S收到了这个分组,并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定,S认为连接已经成功地建立了,可以开始发送数据分组。可是,C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下,将不知道S 是否已准备好,不知道S建立什么样的序列号,C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下,C认为连接还未建立成功,将忽略S发来的任何数据分 组,只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后,重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。

4,TCP协议和UDP协议的区别是什么 TCP协议是有连接的,而UDP是无连接的 有连接的意思是开始传输实际数据之前TCP的客户端和服务器端必须通过三次握手建立连接,会话结束之后也要结束连接。 TCP协议可靠性高,保证数据按序发送,按序到达,提供超时重传来保证可靠性,但是UDP不保证按序到达,甚至不保证到达,只是努力交付,即便是按序发送的序列,也不保证按序送到。也因此在传输效率方面,UPD比TCP要快得多。 TCP协议所需资源多,TCP首部需20个字节(不算可选项),UDP首部字段只需8个字节。 TCP有流量控制和拥塞控制,UDP没有,网络拥堵不会影响发送端的发送速率 TCP是一对一的连接,而UDP则可以支持一对一,多对多,一对多的通信。 TCP面向的是字节流的服务,UDP是面向报文的服务。

5,四次挥手释放连接时,等待2MSL的意义? 第 一,为了保证A发送的最有一个ACK报文段能够到达B。这个ACK报文段有可能丢失,因而使处在LAST-ACK状态的B收不到对已发送的FIN和ACK 报文段的确认。B会超时重传这个FIN和ACK报文段,而A就能在2MSL时间内收到这个重传的ACK+FIN报文段。接着A重传一次确认。 第二,就是防止上面提到的已失效的连接请求报文段出现在本连接中,A在发送完最有一个ACK报文段后,再经过2MSL,就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。

常见的应用中有哪些是应用TCP协议的,哪些又是应用UDP协议的,为什么它们被如此设计? 以下应用一般或必须用udp实现? 多播的信息一定要用udp实现,因为tcp只支持一对一通信。 如果一个应用场景中大多是简短的信息,适合用udp实现,因为udp是基于报文段的,它直接对上层应用的数据封装成报文段,然后丢在网络中,如果信息量太大,会在链路层中被分片,影响传输效率。 如果一个应用场景重性能甚于重完整性和安全性,那么适合于udp,比如多媒体应用,缺一两帧不影响用户体验,但是需要流媒体到达的速度快,因此比较适合用udp 如果要求快速响应,那么udp听起来比较合适 如果又要利用udp的快速响应优点,又想可靠传输,那么只能考上层应用自己制定规则了。 常见的使用udp的例子:ICQ,QQ的聊天模块。 以qq为例的一个说明(转载自知乎) 登陆采用TCP协议和HTTP协议,你和好友之间发送消息,主要采用UDP协议,内网传文件采用了P2P技术。总来的说: 1.登陆过程,客户端client 采用TCP协议向服务器server发送信息,HTTP协议下载信息。登陆之后,会有一个TCP连接来保持在线状态。 2.和好友发消息,客户端client采用UDP协议,但是需要通过服务器转发。腾讯为了确保传输消息的可靠,采用上层协议来保证可靠传输。如果消息发送失败,客户端会提示消息发送失败,并可重新发送。 3.如果是在内网里面的两个客户端传文件,QQ采用的是P2P技术,不需要服务器中转。

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