TCP-基础

三次握手

  • 第一次握手:建立连接。客户端发送连接请求报文段,将SYN位置为1,Sequence Number为x;然后,客户端进入SYN_SEND状态,等待服务器的确认。
  • 第二次握手:服务器收到SYN报文段。服务器收到客户端的SYN报文段,需要对这个SYN报文段进行确认,设置Acknowledgment Number为x+1(Sequence Number+1);同时,自己还要发送SYN请求信息,将SYN位置为1,Sequence Number为y;服务器端将上述所有信息放到一个报文段(即SYN+ACK报文段)中,一并发送给客户端,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报文段。然后将Acknowledgment Number设置为y+1,向服务器发送ACK报文段,这个报文段发送完毕以后,客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态,完成TCP三次握手。

    第一个包,即Client发给Server的SYN中途被丢,Client会周期性超时重传,直到收到Server的确认;
    第二个包,即Server发给Client的SYN+ACK中途被丢,Server会周期性超时重传,直到收到Client的确认;
    第三个包,即Client发给Server的ACK中途被丢:
      a)假定此时双方都没有数据发送,Server会周期性超时重传SYN+ACK,直到收到Client的确认收到之后Server的TCP连接业也为established状态;
      b)假定此时Client有数据发送,Server收到Client的Data+ACK,自然会切换为established状态,并接受Client的Data;
      c)假定Server有数据发送,数据发送不了,会一直周期性超时重传SYN+ACK,直到收到Client的确认才可以发送数据。

为什么连接的时候需要三次握手?

在谢希仁的《计算机网络》中是这样说的:“为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端,因而产生错误。”书中举例:“已失效的连接请求报文段”的产生在这样一种情况下:client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失,而是在某个网络结点长时间的滞留了,以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后,就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段,同意建立连接。假设不采用“三次握手”,那么只要server发出确认,新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求,因此不会理睬server的确认,也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立,并一直等待client发来数据。这样,server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况,client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认,就知道client并没有要求建立连接。”

网上查到:“这个问题的本质是,信道不可靠,但是通信双发需要就某个问题达成一致,而要解决这个问题,无论你在消息中包含什么信息,三次通信是理论上的最小值。所以三次握手不是TCP本身的要求,而是为了满足”在不可靠信道上可靠地传输信息”这一需求所导致的。这可视为对“三次握手”目的的另一种解答思路。

四次挥手

  • 第一次挥手:主机1(可以使客户端,也可以是服务器端),设置Sequence Number和Acknowledgment Number,向主机2发送一个FIN报文段;此时,主机1进入FIN_WAIT_1状态;这表示主机1没有数据要发送给主机2了。
  • 第二次挥手:主机2收到了主机1发送的FIN报文段,向主机1回一个ACK报文段,Acknowledgment Number为Sequence Number加1;主机1进入FIN_WAIT_2状态;主机2告诉主机1,我“同意”你的关闭请求。
  • 第三次挥手:主机2向主机1发送FIN报文段,请求关闭连接,同时主机2进入LAST_ACK状态。
  • 第四次挥手:主机1收到主机2发送的FIN报文段,向主机2发送ACK报文段,然后主机1进入TIME_WAIT状态;主机2收到主机1的ACK报文段以后,就关闭连接;此时,主机1等待2MSL后依然没有收到回复,则证明Server端已正常关闭,那好,主机1也可以关闭连接了。

为什么断开的时候需要四次挥手?

因为TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。TCP是全双工模式,这就意味着,当主机1发出FIN报文段时,只是表示主机1已经没有数据要发送了,主机1告诉主机2,它的数据已经全部发送完毕了;但是,这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据;当主机2返回ACK报文段时,表示它已经知道主机1没有数据发送了,但是主机2还是可以发送数据到主机1的;当主机2也发送了FIN报文段时,这个时候就表示主机2也没有数据要发送了,就会告诉主机1,我也没有数据要发送了,之后彼此就会愉快的中断这次TCP连接。