【】是没想起来的

连接？

什么是连接？

RFC793：

【用于保证可靠性和流量控制维护的某些状态信息，这些信息的组合，包括SOCKET、窗口大小、序列号成为连接】

• 【SOCKET：四元组，源/目的/主机号/端口号】
• 【序列号：用于解决乱序问题】
• 【窗口大小：用于流量控制】

TCP？

transmission control protocol，传输控制协议，是可靠的，面向连接的，基于字节流的传输层通信协议

• 可靠的，通过一些机制保证数据包的到达，按序，不损坏（IP是不可靠的，不可靠体现在不保证交付，不保证按序交付，不保证交付后的数据包是否完好无损）
• 面向连接的，【一对一的连接】（UDP不是面向连接的，不需要三次握手四次挥手，可以一对一一对多）
• 基于字节流的，TCP的消息是没有边界的，是基于字节流的，收到重复的报文会丢弃

TCP首部格式

• 16位源端口号
• 16为目的端口号
• 32位序列号
• 32位确认应答号
• 首部长度，TCP首部长度在没有额外选项的情况下是20字节，但是可能有额外选项，所以需要次字段
• 【URG，紧急指针生效的字段】
• ACK，除了三次握手的第一个SYN报文外其余都是1
• PSH，接收方收到报文后，不应该等待缓冲区满，而直接向上传送数据
• RST，发生错误，需要重置连接
• SYN
• FIN
• 16位窗口大小
• 16位CHECKSUM
• 16位紧急指针
• 额外选项

唯一确定一个TCP连接

四元组可以唯一确定一个连接

IP数据包头部中的源/目的IP地址（32位） + TCP数据包头部中的源/目的端口号（16位）

TCP、UDP区别

• 可靠/不可靠
• 面向连接的/不是面向连接的
• 建立释放连接的时候
• 基于字节流/基于数据包
• 头部大小
• 一对一/一对多
• 【分片不同】【TCP是在TCP层分片，UDP是交给IP分片】

三次握手

client：closed, syn_sent, establised

syn, syn/ack, ack

server：closed, listing, syn_recv, established

为什么三次握手

• 避免历史报文初始化连接产生混乱（principle purpose）
• 同步双方序列号
• 双方确认双方的收发能力正常
• 避免资源的浪费

避免历史报文初始化连接产生混乱

• 什么时候会历史syn可能初始化连接？

  • 发送多个syn时，老的syn被网络延迟
  • 启用某些参数跳过time_wait时，也有可能

• 为什么三次握手能避免

  client在第三次握手的时候能够有足够的上下文来判断是不是历史连接，如果是可以RST报文终止，如果不是则正常开始第三次握手（第三次可以携带数据请求，前两次不行）

避免资源的浪费

如果两次握手就初始化连接的话，那么server在收到syn报文并且回复syn/ack报文的时候就会进入established的状态，这个时候延迟的syn可能再次初始化连接，也就是初始化了历史连接

同步双方序列号

序列号是实现可靠数据传输的关键，采用一发一收的形式可以确认自己和对方的序列号有没有同步

双方确认双方的收发能力正常

次数	client	server
1	什么都不知道	client发，server收
2	client发，client收，server发，server收	client发，server收
3	client发，client收，server发，server收	client发，client收，server发，server收

跳过三次握手 TCP Fast Open

请求 TCP Fast Open Cooki

1. 客户端发送SYN数据包，该数据包包含Fast Open选项，且该选项的Cookie为空，这表明客户端请求Fast Open Cookie；
2. 支持TCP Fast Open的服务器生成Cookie，并将其置于SYN-ACK数据包中的Fast Open选项以发回客户端；
3. 客户端收到SYN-ACK后，缓存Fast Open选项中的Cookie。

实施TCP Fast Open

以下描述假定客戶端在此前的TCP連接中已完成請求Fast Open Cookie的過程並存有有效的Fast Open Cookie。

1. 客户端发送SYN数据包，该数据包包含数据（对于非TFO的普通TCP握手过程，SYN数据包中不包含数据）以及此前记录的Cookie；
2. 支持TCP Fast Open的服务器会对收到Cookie进行校验：如果Cookie有效，服务器将在SYN-ACK数据包中对SYN和数据进行确认（Acknowledgement），服务器随后将数据递送至相应的应用程序；否则，服务器将丢弃SYN数据包中包含的数据，且其随后发出的SYN-ACK数据包将仅确认（Acknowledgement）SYN的对应序列号；
3. 如果服务器接受了SYN数据包中的数据，服务器可在握手完成之前发送数据；

ISN

initial synchronize number，初始序列号

• 为什么不从0开始 / 为什么client和server的ISN不一样

  • 防止黑客攻击
  • 更有效防止异常情况
  • 因为随机开始的序列号可能根本就不在对方的接收窗口之内，对方即使接收了也不会产生将其视为有效

• ISN生成方式

ISN = 时钟算法 + 以源/目的/主机号/端口号为参数的哈希函数

分片方式

• UDP是交给IP分片，TCP是在传输层分片的

• TCP在传输层分片的好处？

  • 因为TCP要实现可靠数据传输，所以重传等机制都是在传输层实现的
  • 如果交给IP分片，重传的是分片前的数据包，这些数据包很大
  • 如果是TCP分片，重传的是分片后的数据包，相对来说重传的数据较少

• MSS，MTU

  • MSS，max segment size，传输层的最大长度

  • MTU，max transport unit，网络层的最大长度，以太网是1500byte

  • MSS = MTU - IP Header - TCP Header

SYN攻击