Tcp名词解析

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简介

主要介绍一些tcp的专业名词以及相关的含义

在TCP层，有个FLAGS字段，这个字段有以下几个标识：SYN, FIN, ACK, PSH, RST, URG.

  • SYN表示建立连接

  • FIN表示关闭连接

  • ACK表示响应

  • PSH表示有 DATA数据传输

  • RST表示连接重置

其中，ACK是可能与SYN，FIN等同时使用的，比如SYN和ACK可能同时为1，它表示的就是建立连接之后的响应，
如果只是单个的一个SYN，它表示的只是建立连接。
TCP的几次握手就是通过这样的ACK表现出来的。
但SYN与FIN是不会同时为1的，因为前者表示的是建立连接，而后者表示的是断开连接。
RST一般是在FIN之后才会出现为1的情况，表示的是连接重置。
一般地，当出现FIN包或RST包时，我们便认为客户端与服务器端断开了连接；而当出现SYN和SYN＋ACK包时，我们认为客户端与服务器建立了一个连接。
PSH为1的情况，一般只出现在 DATA内容不为0的包中，也就是说PSH为1表示的是有真正的TCP数据包内容被传递。

重传的相关名词

  • 处理大负载连接的名词

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    tcp_synack_retries   ： 可以用他来减少重试次数
    tcp_max_syn_backlog  ： 可以增大SYN连接数
    tcp_abort_on_overflow： 处理不过来干脆就直接拒绝连接了

  • 相关注意的

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ISN ：init sequence number 初始化序列码

MSL ： max segment lifetime 最大tcp segment存活时间

TIME_WAIT： 为主动关闭方的tcp状态机的状态
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

tcp_tw_reuse：官方文档上说tcp_tw_reuse 加上tcp_timestamps（又叫PAWS, for Protection Against Wrapped Sequence Numbers）可以保证协议的角度上的安全，但是你需要tcp_timestamps在两边都被打开

tcp_tw_recycle：如果是tcp_tw_recycle被打开了话，会假设对端开启了tcp_timestamps，然后会去比较时间戳，如果时间戳变大了，就可以重用。但是，如果对端是一个NAT网络的话（如：一个公司只用一个IP出公网）或是对端的IP被另一台重用了，这个事就复杂了。建链接的SYN可能就被直接丢掉了

tcp_max_tw_buckets：这个是控制并发的TIME_WAIT的数量，默认值是180000，如果超限，那么，系统会把多的给destory掉，然后在日志里打一个警告（如：time wait bucket table overflow），官网文档说这个参数是用来对抗DDoS攻击的。

Fast Retransmit ：快速重传机制，当对端没有收到对应的包时，对端会发送三次一样的ack，我们可以通过发送的这种机制，重传丢失的segment

SACK ：Selective Acknowledgment (SACK)，主要是对端接收到的数据块，可以让己方发现哪些没有收到

D-ACK:Duplicate SACK – 重复收到数据的问题,其主要使用了SACK来告诉发送方有哪些数据被重复接收了。
如果SACK的第一个段的范围被ACK所覆盖，那么就是D-SACK
如果SACK的第一个段的范围被SACK的第二个段覆盖，那么就是D-SACK

TCP的连接建立和连接关闭，都是通过请求－响应的模式完成的。

概念补充-TCP三次握手：

TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议

TCP是主机对主机层的传输控制协议，提供可靠的连接服务，采用三次握手确认建立一个连接：

位码即tcp标志位，有6种标示：SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急)Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)

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第一次握手：主机A发送位码为syn＝1，随机产生seq number=1234567的数据包到服务器，主机B由SYN=1知道，A要求建立联机；
第二次握手：主机B收到请求后要确认联机信息，向A发送ack number=(主机A的seq+1)，syn=1，ACK=1，随机产生seq=7654321的包；
第三次握手：主机A收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1，以及位码ACK是否为1，若正确，主机A会再发送ack number=(主机B的seq+1)，ACK=1，主机B收到后确认seq值与ACK=1则连接建立成功。

完成三次握手，主机A与主机B开始传送数据。


在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。
第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据.

概念补充-TCP四次挥手：

  • 以客户端主动挥手为例

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    第一次挥手：客户端发送fin=1 ,seq=x,ack=y，此时客户端状态为fin_wait1,等待服务器确认
    第二次挥手：服务端接收后，先发送ack=x+1，此时服务端状态进入close_wait,客户端接收后状态进入fin_wait2
    第三次挥手：服务端发送fin=1,seq=y+1,此时服务端状态进入last_ack，客户端接收后进入time_wait
    第四次挥手：客户端接收到上面两个后，发送ack=y+2,服务端收到后会关闭;

    客户端time_wait状态等待timeout时间后，才会释放关闭

  • 客户端与服务端同时关闭

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    第一次与第二次挥手同时进行
    1.客户端与服务端同时发送fin,seq,ack,两者接收后，此时客户端与服务端同时进入fin_wait1,等待对方确认
    2.客户端与服务端同时发送ack,两者接收后同时进入time_wait

    两者都在time_wait状态等待timeout时间后，才会释放关闭
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