TCP三次握手--syn攻击

TCP握手协议 
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;
SYN:同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)
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

A与B建立TCP连接时:首先A向B发SYN(同步请求),然后B回复SYNTCP三次握手--syn攻击+ACK(同步请求应答),最后A回复ACK确认,这样TCP的一次连接(三次握手)的过程就建立了!

一、TCP报文格式

TCP/IP协议的详细信息参看《TCP/IP协议详解》三卷本。下面是TCP报文格式图:

TCP三次握手--syn攻击
图1 TCP报文格式

上图中有几个字段需要重点介绍下:
        (1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。
        (2)确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1。
        (3)标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具体含义如下:
                (A)URG:紧急指针(urgent pointer)有效。
                (B)ACK:确认序号有效。
                (C)PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
                (D)RST:重置连接。
                (E)SYN:发起一个新连接。
                (F)FIN:释放一个连接。

需要注意的是:
                (A)不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。
                (B)确认方Ack=发起方Req+1,两端配对。

二、三次握手
        所谓三次握手(Three-Way Handshake)即建立TCP连接,就是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中,这一过程由客户端执行connect来触发,整个流程如下图所示:

TCP三次握手--syn攻击
图2 TCP三次握手

(1)第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。
        (2)第二次握手: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=J+1,随机产生一个值seq=K,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)第三次握手:Client收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+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。
        
        SYN攻击:
                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(half-open connect),此时Server处于SYN_RCVD状态,当收到ACK后,Server转入ESTABLISHED状态。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。SYN攻击时一种典型的DDOS攻击,检测SYN攻击的方式非常简单,即当Server上有大量半连接状态且源IP地址是随机的,则可以断定遭到SYN攻击了,使用如下命令可以让之现行:
                #netstat -nap | grep SYN_RECV

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