TCP的三次握手和四次挥手详解
相对于SOCKET开发者,TCP创建过程和链接折除过程是由TCP/IP协议栈自动创建的.因此开发者并不需要控制这个过程.但是对于理解TCP底层运作机制,相当有帮助.
TCP报文格式
TCP的包如下:
上图中有几个字段需要重点介绍下:
- 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。
- 确认号: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。
- 标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具体含义如下:
- URG:urgent紧急
- ACK:acknowledgement确认
- PSH:push传送
- RST:reset重置
- SYN:synchronous建立连接
- FIN:finish结束
三次握手
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,如图所示:
(1)第一次握手:建立连接时,客户端A发送SYN包(SYN=j)到服务器B,并进入SYN_SEND状态,等待服务器B确认。
(2)第二次握手:服务器B收到SYN包,必须确认客户A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B进入SYN_RECV状态。
(3)第三次握手:客户端A收到服务器B的SYN+ACK包,向服务器B发送确认包ACK(ACK=k+1),此包发送完毕,客户端A和服务器B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。
wireshark的抓包结果如下:
四次挥手
由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动,一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方执行被动关闭。
TCP的连接的拆除需要发送四个包,因此称为四次挥手(four-way handshake)。客户端或服务器均可主动发起挥手动作,在socket编程中,任何一方执行close()操作即可产生挥手操作。
第一次挥手(FIN=1,seq=x)
假设客户端想要关闭连接,客户端发送一个 FIN 标志位置为1的包,表示自己已经没有数据可以发送了,但是仍然可以接受数据。
发送完毕后,客户端进入
FIN_WAIT_1
状态。第二次挥手(ACK=1,ACKnum=x+1)
服务器端确认客户端的 FIN 包,发送一个确认包,表明自己接受到了客户端关闭连接的请求,但还没有准备好关闭连接。
发送完毕后,服务器端进入
CLOSE_WAIT
状态,客户端接收到这个确认包之后,进入FIN_WAIT_2
状态,等待服务器端关闭连接。第三次挥手(FIN=1,seq=y)
服务器端准备好关闭连接时,向客户端发送结束连接请求,FIN 置为1。
发送完毕后,服务器端进入
LAST_ACK
状态,等待来自客户端的最后一个ACK。第四次挥手(ACK=1,ACKnum=y+1)
客户端接收到来自服务器端的关闭请求,发送一个确认包,并进入
TIME_WAIT
状态,等待可能出现的要求重传的 ACK 包。服务器端接收到这个确认包之后,关闭连接,进入
CLOSED
状态。客户端等待了某个固定时间(两个最大段生命周期,2MSL,2 Maximum Segment Lifetime)之后,没有收到服务器端的 ACK ,认为服务器端已经正常关闭连接,于是自己也关闭连接,进入
CLOSED
状态。
对于这些状态的具体作用我还不会,待续。。。
参考链接:
1. https://blog.csdn.net/smileiam/article/details/78226816
2. https://hit-alibaba.github.io/interview/basic/network/TCP.html
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