一、三次握手建连过程

TCP三次握手_三次握手

  1. Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=x,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。


  2. Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack=x+1,随机产生一个值seq=y,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。


  3. Client收到确认后,检查ack是否为x+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=y+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为y+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。


二、重要概念

  1. 半连接:在三次握手过程中,Server发送SYN-ACK之后,收到Client的ACK之前的TCP连接称为半连接,此时Server处于SYN_RCVD状态,当收到ACK后,Server转入ESTABLISHED状态。

  2. 半连接队列:在三次握手协议中,服务器维护一个半连接队列,该队列为每个客户端的SYN包(syn=x)开设一个条目,该条目表明服务器已收到SYN包,并向客户发出确认,正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于Syn_RECV状态,当服务器收到客户的确认包时,删除该条目,服务器进入ESTABLISHED状态。

  3. SYN-ACK重传次数:服务器发送完SYN-ACK包,如果未收到客户确认包,服务器进行首次重传,等待一段时间仍未收到客户确认包,进行第二次重传,如果重传次数超过系统规定的最大重传次数,系统将该连接信息从半连接队列中删除。注意,每次重传等待的时间不一定相同。

  4. 半连接存活时间:是指半连接队列的条目存活的最长时间,也即服务从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间,该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。有时我们也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。


三、SYN攻击

    SYN攻击就是Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址,并向Server不断地发送SYN包,Server回复确认包,并等待Client的确认,由于源地址是不存在的,因此,Server需要不断重发直至超时,这些伪造的SYN包将产时间占用未连接队列,导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃,从而引起网络堵塞甚至系统瘫痪。


四、内核参数相关

1.net.ipv4.tcp_synack_retries = 2

    tcp_synack_retries 显示或设定 Linux 核心在回应 SYN 要求时会尝试多少次重新发送初始 SYN,ACK 封包后才决定放弃。

每一次重新发送封包都会耗费约 30 至 40 秒去等待才决定尝试下一次重新发送或决定放弃。tcp_synack_retries 的缺省值为 5,即每一个连线要在约 180 秒 (3 分钟) 后才确定逾时.


2.net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192

    表示SYN队列的长度,默认为1024,加大队列长度为8192,可以容纳更多等待连接的网络连接数


3.net.ipv4.tcp_syncookies = 1

    表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭。

    SYN Cookie是对TCP服务器端的三次握手协议作一些修改,专门用来防范SYN Flood攻击的一种手段。它的原理是,在TCP服务器收到TCP SYN包并返回TCP SYN+ACK包时,不分配一个专门的数据区,而是根据这个SYN包计算出一个cookie值。在收到TCP ACK包时,TCP服务器在根据那个cookie值检查这个TCP ACK包的合法性。如果合法,再分配专门的数据区进行处理未来的TCP连接