TCP三次握手与DDOS攻击原理

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，在上述过程中，还有一些重要的概念：

未连接队列：在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的SYN包（syn=j）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。
Backlog参数：表示未连接队列的最大容纳数目。

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。

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。

TCP三次握手的缺陷

1.SYN FLOOD攻击
SYN-FLOOD是一种常见的DDos攻击，拒绝服务攻击。通过网络服务所在的端口发送大量伪造原地址的攻击报文，发送到服务端，造成服务端上的半开连接队列被占满，从而阻止其他用户进行访问。
它的数据报特征是大量syn包，并且缺少最后一步的ACK回复。

原理：攻击者首先伪造地址，对服务器发起syn请求，服务器回应syn+ACK，而真实的IP会认为我没有发送请求，不做回应，而服务端没有收到回应，服务器就不知道是否发送成功，默认情况下重试5次 syn_retries，这样的话，对于服务器内存和带宽有很大的消耗。

2.解决SYN FLOOD方法
(1).无效连接监控
不停监视半开连接和不活动连接，当半开连接数和不活动连接数到达一定值时候，就释放系统资源。
伤敌1000，自损8000
(2).延缓TCB方法
SYN FLOOD的关键是利用了，syn数据报一到，系统就分配TCB资源。
那么我们有两种方法资源问题
Syn cache
这种技术在收到Syn时不急着分配TCB，而是先回应一个ACK报文，并在一个专用的HASH表中保存这种连接，直到收到正确的ACK，才分配TCB。
Syn Cookie
用一种特殊的算法生成sequence number，算法考虑到对方的信息和己方信息，收到对方的ACK报文后，验证之后才决定是否生成TCB