TCP三次握手，四次挥手异常情况(坑)

1、三次握手

 

（文中client,server均是相对而言）

 

　　（1）、client第一个syn包丢失，没有收到server的ack，则client进行持续重传syn包。总尝试时间为75秒。参与文献《TCP/IP详解 卷1：协议》p178

　　（2）、server收到了client的syn，并发出了syn+ack包，syn+ack包丢失。

　　　　client方面，因为没收server的。将执行情况（1）；

　　　　server方面，超时时间内没有收到client的ack包（或者数据包），会持续发送syn+ack包；

　　（3）、当Client端收到Server的SYN+ACK应答后，其状态变为ESTABLISHED，并发送ACK包给Server；

　　　　如果此时ACK在网络中丢失，那么Server端该TCP连接的状态为SYN_RECV，并且依次等待3秒、6秒、12秒后重新发送SYN+ACK包，以便Client重新发送ACK包，以便Client重新发送ACK包。
　　Server重发SYN+ACK包的次数，可以通过设置/proc/sys/net/ipv4/tcp_synack_retries修改，默认值为5。
　　如果重发指定次数后，仍然未收到ACK应答，那么一段时间后，Server自动关闭这个连接。

　　如果此时client向server发送数据包，server能正常接收数据。并认为连接已正常。参考：https://blog.csdn.net/zerooffdate/article/details/79359726

　　应用层编写socket代码时，三次握手发生在client的connect，所以为了避免长时间（75秒）无响应连接，应设置为非阻塞socket，同时用select检测设置合适的超时时间。

2、四次挥手

　　　　　　CLIENT　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　SERVER

（1）、client发的FIN包丢了，对于client，因为没收对应的ACK包，应当一直重传(像普通包一样)，直至到达上限次数，直接关闭连接；对于server，它应该无任何感知；

（2）、server回client的ACK包丢了，对于client，将执行（1），对于server将像丢普通的ack一样，再次收到FIN后，再发一个ACK包；

（3）、如果client收到ACK后，server直接跑路。client将永远停留在这个状态（半打开状态，就像client关闭了输出一样）。linux有tcp_fin_timeout这个参数，设置一个超时时间 cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout 查看，默认60s，可否修改看linux具体版本； windows 注册表有TcpTimedWaitDelay，win10默认值30s；

（4）、server发的FIN包丢了，对于server，像丢普通的包一样，重传。若此时client早已跑路且与其他人建立的连接，client应会不认识这个FIN包，直接回个RST包给server。

如若client没跑路，且没收到server的FIN包，如（3）描述；

（5）、client回复ACK后，按道理来说，可以跑路了，但防止回复的ACK包丢失（丢失后，server因为没收FIN的ACK，所以会再发一个FIN），将等待2MSL(最大报文存活时间)（RFC793定义了MSL为2分钟，Linux设置成了30s）为什么要这有TIME_WAIT？为什么不直接给转成CLOSED状态呢？主要有两个原因：1）TIME_WAIT确保有足够的时间让对端收到了ACK，如果被动关闭的那方没有收到Ack，就会触发被动端重发Fin，一来一去正好2个MSL，2）有足够的时间让这个连接不会跟后面的连接混在一起（你要知道，有些自做主张的路由器会缓存IP数据包，如果连接被重用了，那么这些延迟收到的包就有可能会跟新连接混在一起），这期间如若再收到server的FIN，则再回复ACK；

题外话：

　　可以看到时三次握手第二步时，server收到client的SYN包并回复SYN+ACK包后，server会把这条连接放入“半连接队列”。这边有个问题，假设这个client是恶意的，client只发SYN包，收到SYN+ACK后不回复，那在server方面，会一直存有这条“半连接”，client数量达到一定程序，serve就炸了。这就是所谓的SYN FLOOD攻击；那怎么防止这种情况呢？有下面几种方法：（来自RFC 4987）

1. 过滤
2. 增加积压
3. 减少SYN-RECEIVED定时
4. 复用古老的半开通TCP
5. SYN缓存
6. SYN Cookie
7. 混合方法
8. 防火墙和代理