5-8-2 TCP三次握手

5-8 TCP和UDP协议

① 第一次握手（SYN）

客户端发起连接请求，发送SYN报文（SYN=1），携带随机生成的初始序列号（Seq=x），并进入SYN_SENT状态。

示例：客户端发送SYN=1, Seq=1000，类似“我要连接服务器，序列号从1000开始”。

② 第二次握手（SYN+ACK）

服务器收到SYN后，回复SYN-ACK报文（SYN=1, ACK=1），确认客户端的序列号（Ack=x+1），同时生成自己的初始序列号（Seq=y），并进入SYN_RCVD状态。

示例：服务器回复SYN=1, ACK=1, Ack=1001, Seq=2000，表示“收到请求，我准备好用序列号2000通信”。

③ 第三次握手（ACK）

客户端确认服务器的SYN-ACK报文，发送ACK报文（ACK=1），确认号Ack=y+1，自身序列号变为x+1（因SYN消耗一个序号），双方进入ESTABLISHED状态，开始数据传输。第三次握手时，TCP载荷部分可以开始传数据

示例：客户端发送ACK=1, Ack=2001，表示“确认连接，开始传输数据”。

TCP三次握手过程表格：

握手步骤	方向	报文内容	状态转换	备注	示例
第一次	客户端 -> 服务器	SYN=1, Seq=x	客户端: `SYN_SENT`	客户端发起连接请求，x是客户端生成的初始序列号。	SYN=1, Seq=1000 - 客户端发送序列号从1000开始的请求。 - 我要连接服务器，序列号从1000开始
第二次	服务器 -> 客户端	SYN=1, ACK=1, Ack=x+1, Seq=y	服务器: `SYN_RCVD`	服务器回复确认，并提供自己的初始序列号y。	SYN=1, ACK=1, Ack=1001, Seq=2000 - 服务器准备用序列号2000进行通信。 - 收到请求，我准备好用序列号2000通信
第三次	客户端 -> 服务器	ACK=1, Ack=y+1 第三次握手时，TCP载荷部分可以开始传数据	双方: `ESTABLISHED`	客户端确认服务器的响应，双方准备好进行数据传输。	ACK=1, Ack=2001 - 客户端确认连接，准备开始数据传输

注意：TCP通信过程中，确认帧ACK=1。TCP中只有第1个数据包即请求建立连接时发送的ACK=0，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1

挥手次数	方向	发送报文内容	发送方状态变化	接收方状态变化	说明
第一次	客户端→服务器	发送一个FIN报文段，序列号为seq=u	ESTABLISHED → FIN_WAIT_1	ESTABLISHED → CLOSE_WAIT	客户端完成数据发送，主动关闭连接
第二次	服务器→客户端	接收FIN，发送一个ACK报文段序列号为seq=v，确认号为ack=u+1	FIN_WAIT_1 → FIN_WAIT_2	CLOSE_WAIT → LAST_ACK	服务器确认收到客户端的FIN报文段
第三次	服务器→客户端	发送一个FIN报文段序列号为seq=w，确认号为ack=u+1	FIN_WAIT_2 → TIME_WAIT	LAST_ACK → CLOSED	服务器完成数据发送，主动关闭连接
第四次	客户端→服务器	接收FIN，发送一个ACK报文段序列号为seq=u+1，确认号为ack=w+1	TIME_WAIT → CLOSED	CLOSED → CLOSED	客户端确认收到服务器的FIN报文段，连接完全关闭

注意：TCP通信过程中，确认帧ACK=1。TCP中只有第1个数据包即请求建立连接时发送的ACK=0，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1

解析：当TCP一端发起连接建立请求后，如果超时后没有收到对端的应答，会从同步已发送状态变为关
闭状态。TCP状态变化如右图。

解析：

从netstat -n的输出信息中可以看出，本地主机192.168.0.200使用的端口号2011、2038、2052都不
是公共端口号。
根据状态提示信息
- 已经与主机128.105.129.30建立了连接
- 与主机100.29.200.110正在断开连接，发了FIN进入TIME_WAIT状态
- 与主机202.100.112.12已经建立了安全连接

解析：掌握如下几种扫描技术：

完全连接扫描：利用TCP/IP协议的三次握手连接机制，使源主机和目的主机的某个端口建立一次完整的连接。如果建立成功，则表明该端口开放。否则，表明该端口关闭。
SYN扫描：首先向目标主机发送连接请求，当目标主机返回响应后，立即切断连接过程，并查看响应情况。如果目标主机返回ACK信息，表示目标主机的该端口开放。如果目标主机返回RST信息，表示该端口没有开放。
FIN扫描：向目标主机的特定端口发送一个带有FIN标志的数据包。若目标端口是关闭状态，根据TCP/IP协议标准，目标主机会响应一个RST（复位）数据包。收到RST包则表明该端口是关闭的。如果目标端是开放的，理论上不会返回任何响应包（即“静默”）。没有响应通常被认为是端口开放的标志。

在TCP报文格式当中，序列号与确认号字段均占32位即4字节，规定序列号字段的一个序列号表示一个字节数据，当序列号不重复时，其能够表示2^32 = 4294967296 = 4GB个字节的数据

如三次握手建立连接时，交互的就是控制报文

控制报文交互时，发送方的seq与接收方的ack只是简单+1即可

ack = 11表示：

完成三次握手之后，交互的就是数据报文

序列号（Sequence Number）：标识当前报文段第一个字节在数据流中的位置。例如，若初始序列号为1000，数据长度为100字节，下一报文段序列号为1100。
确认号（Acknowledgment Number）：仅在ACK标志置1时有效，表示接收方期望接收的下一个字节的序列号（即已正确接收的数据末尾+1）。

如PC1发送报文seq=201，其有效载荷数据部分为100字节，那么PC2回复时发送的ack=200+100=301（即已正确接收的数据末尾+1），反之也同理

解析：Telnet底层使用ASCII编码，一个ASCII码长度是一个字节，也就是8个bit

解析：主机A三次握手第一个seq=2000，第三次握手seq=2001（第三次握手时就可以带数据了），而主机A断开连接时seq=8001，则说明序列号2001～8000在发送数据，即使用序列号2001 ~ 8000标记每个字节的数据，合计6000字节。

解析：

本题考查TCP三次握手，这是基础内容，必须掌握。三次握手第二次SYN和ACK都置1，ack等于下个报文的seq，即80。
注意：TCP通信过程中，确认帧ACK=1。TCP中只有第1个数据包即请求建立连接时发送的ACK=0，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1。ACK=0说明这是三次握手的第一次握手请求建立连接