‘壹’ 简述TCP的三次握手过程。
TCP握手协议 :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。
1、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)
2、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;
3、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。
‘贰’ 简述TCP的三次握手过程。
TCP握手协议
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;
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
‘叁’ 网络 之 三次握手&四次挥手 介绍
要了解三次握手&四次挥手的过程,就需要对TCP的报头以及有限状态机的概念有所了解,本文将介绍TCP报头的字段的含义,以及有限状态机各个状态的意义,最后对三次握手和四次挥手的过程做介绍
TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,用户数据报协议(UDP)是同一层内另一个重要的传输协议。在因特网协议族(Internet protocol suite)中,TCP层是位于IP层之上,应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接,但是IP层不提供这样的流机制,而是提供不可靠的包交换。
这里将介绍TCP报头的特性以及TCP报头各个字段的含义
.工作在传输层面向连接协议
.全双工协议
.半关闭
.错误检查
.将数据打包成段,排序
.确认机制
.数据恢复,重传
.流量控制,滑动窗口
.拥塞控制,慢启动和拥塞避免算法
.源端口、目标端口 :计算机上的进程要和其他进程通信是要通过计算机端口的,而一个计算机端口某个时刻只能被一个进程占用,所以通过指定源端口和目标端口,就可以知道是哪两个进程需要通信。源端口、目标端口是用16位表示的,可推算计算机的端口个数为2^16个
. 序列号 :表示本报文段所发送数据的第一个字节的编号。在TCP连接中所传送的字节流的每一个字节都会按顺序编号。由于序列号由32位表示,所以每2^32个字节,就会出现序列号回绕,再次从0 开始
. 确认号 :表示接收方期望收到发送方下一个报文段的第一个字节数据的编号。也就是告诉发送发:我希望你(指发送方)下次发送的数据的第一个字节数据的编号是这个确认号
. 数据偏移 :表示TCP报文段的首部长度,共4位,由于TCP首部包含一个长度可变的选项部分,需要指定这个TCP报文段到底有多长。它指出TCP 报文段的数据起始处距离TCP 报文段的起始处有多远。该字段的单位是32位(即4个字节为计算单位),4位二进制最大表示15,所以数据偏移也就是TCP首部最大60字节
. URG :表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。后面的紧急指针字段(urgent pointer)只有当URG=1时才有效
. ACK :表示是否前面的确认号字段是否有效。ACK=1,表示有效。只有当ACK=1时,前面的确认号字段才有效。TCP规定,连接建立后,ACK必须为1,带ACK标志的TCP报文段称为确认报文段
. PSH :提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据,为接收后续数据腾出空间。如果为1,则表示对方应当立即把数据提交给上层应用,而不是缓存起来,如果应用程序不将接收到的数据读走,就会一直停留在TCP接收缓冲区中
. RST :如果收到一个RST=1的报文,说明与主机的连接出现了严重错误(如主机崩溃),必须释放连接,然后再重新建立连接。或者说明上次发送给主机的数据有问题,主机拒绝响应,带RST标志的TCP报文段称为复位报文段
. SYN :在建立连接时使用,用来同步序号。当SYN=1,ACK=0时,表示这是一个请求建立连接的报文段;当SYN=1,ACK=1时,表示对方同意建立连接。SYN=1,说明这是一个请求建立连接或同意建立连接的报文。只有在前两次握手中SYN才置为1,带SYN标志的TCP报文段称为同步报文段
. FIN :表示通知对方本端要关闭连接了,标记数据是否发送完毕。如果FIN=1,即告诉对方:“我的数据已经发送完毕,你可以释放连接了”,带FIN标志的TCP报文段称为结束报文段
. 窗口大小 :表示现在充许对方发送的数据量,也就是告诉对方,从本报文段的确认号开始允许对方发送的数据量
. 校验和 :提供额外的可靠性
. 紧急指针 :标记紧急数据在数据字段中的位置
. 选项部分 :其最大长度可根据TCP首部长度进行推算。TCP首部长度用4位表示,选项部分最长为:(2^4-1)*4-20=40字节
常见选项 :
.最大报文段长度:MaxiumSegment Size,MSS
.窗口扩大:Windows Scaling
.时间戳:Timestamps
.a 最大报文段长度
指明自己期望对方发送TCP报文段时那个数据字段的长度。默认是536字节。数据字段的长度加上TCP首部的长度才等于整个TCP报文段的长度。MSS不宜设的太大也不宜设的太小。若选择太小,极端情况下,TCP报文段只含有1字节数据,在IP层传输的数据报的开销至少有40字节(包括TCP报文段的首部和IP数据报的首部)。这样,网络的利用率就不会超过1/41。若TCP报文段非常长,那么在IP层传输时就有可能要分解成多个短数据报片。在终点要把收到的各个短数据报片装配成原来的TCP报文段。当传输出错时还要进行重传,这些也都会使开销增大。因此MSS应尽可能大,只要在IP层传输时不需要再分片就行。在连接建立过程中,双方都把自己能够支持的MSS接入这一字段。MSS只出现在SYN报文中。即:MSS出现在SYN=1的报文段中
.b 窗口扩大
为了扩大窗口,由于TCP首部的窗口大小字段长度是16位,所以其表示的最大数是65535。但是随着时延和带宽比较大的通信产
生(如卫星通信),需要更大的窗口来满足性能和吞吐率,所以产生了这个窗口扩大选项
.c 时间戳
可以用来计算RTT(往返时间),发送方发送TCP报文时,把当前的时间值放入时间戳字段,接收方收到后发送确认报文时,把这个时间戳字段的值复制到确认报文中,当发送方收到确认报文后即可计算出RTT。也可以用来防止回绕序号PAWS,也可以说可以用来区分相同序列号的不同报文。因为序列号用32为表示,每2^32个序列号就会产生回绕,那么使用时间戳字段就很容易区分相同序列号的不同报文
2.3 TCP协议PORT
.传输层通过port号,确定应用层协议
.Port number:
. tcp :0-65535,传输控制协议,面向连接的协议;通信前需要建立虚拟链路;结束后拆除链路.
. udp :0-65535,User Datagram Protocol,无连接的协议.
. IANA :互联网数字分配机构(负责域名,数字资源,协议分配)
0-1023:系统端口或特权端口(仅管理员可用) ,众所周知,永久的分配给固定的系统应用使用,22/tcp(ssh), 80/tcp(http), 443/tcp(https)
1024-49151:用户端口或注册端口,但要求并不严格,分配给程序注册为某应用使用,1433/tcp(SqlServer),1521/tcp(oracle),
3306/tcp(mysql),11211/tcp/udp(memcached)
49152-65535:动态端口或私有端口,客户端程序随机使用的端口
其范围的定义:/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
有限状态机,(英语:Finite-state machine, FSM),又称有限状态自动机,简称状态机,是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。
常见的计算机就是使用有限状态机作为计算模型的:对于内存的不同状态,CPU通过读取内存值进行计算,更新内存中的状态。CPU还通过消息总线接受外部输入设备(如键盘、鼠标)的指令,计算后更改内存中的状态,计算结果输出到外部显示设备(如显示器),以及持久化存储在硬盘。
TCP协议也存在有限状态机的概念,TCP 协议的操作可以使用一个具有 11 种状态的有限状态机来表示
.CLOSED 没有任何连接状态
.LISTEN 侦听状态,等待来自远方TCP端口的连接请求
.SYN-SENT 在发送连接请求后,等待对方确认
.SYN-RECEIVED 在收到和发送一个连接请求后,等待对方确认
.ESTABLISHED 代表传输连接建立,双方进入数据传送状态
.FIN-WAIT-1 主动关闭,主机已发送关闭连接请求,等待对方确认
.FIN-WAIT-2 主动关闭,主机已收到对方关闭传输连接确认,等待对方发送关闭传输连接请求
.TIME-WAIT 完成双向传输连接关闭,等待所有分组消失
.CLOSE-WAIT 被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求,并已确认
.LAST-ACK 被动关闭,等待最后一个关闭传输连接确认,并等待所有分组消失
.CLOSING 双方同时尝试关闭传输连接,等待对方确认
.客户端通过connect系统调用主动与服务器建立连接connect系统调用首先给服务器发送一个同步报文段,使连接转移到SYN_SENT状态。
.此后connect系统调用可能因为如下两个原因失败返回:
.1、如果connect连接的目标端口不存在(未被任何进程监听),或者该端口仍被处于TIME_WAIT状态的连接所占用(见后文),则服务器将给客户端发送一个复位报文段,connect调用失败。
.2、如果目标端口存在,但connect在超时时间内未收到服务器的确认报文段,则connect调用失败。
.connect调用失败将使连接立即返回到初始的CLOSED状态。如果客户端成功收到服务器的同步报文段和确认,则connect调用成功返回,连接转移至ESTABLISHED状态
.当客户端执行主动关闭时,它将向服务器发送一个结束报文段FIN,同时连接进入FIN_WAIT_1状态。若此时客户端收到服务器专门用于确认目的的确认报文段,则连接转移至FIN_WAIT_2状态。当客户端处于FIN_WAIT_2状态时,服务器处于CLOSE_WAIT状态,这一对状态是可能发生半关闭的状态。此时如果服务器也关闭连接(发送结束报文段),则客户端将给予确认并进入TIME_WAIT状态
.客户端从FIN_WAIT_1状态可能直接进入TIME_WAIT状态(不经过FIN_WAIT_2状态),前提是处于FIN_WAIT_1状态的服务器直接收到带确认信息的结束报文段(而不是先收到确认报文段,再收到结束报文段)
注意,客户端先发送一个FIN给服务端,自己进入了FIN_WAIT_1状态,这时等待接收服务端的报文,该报文会有三种可能:
a 只有服务端的ACK,只收到服务器的ACK,客户端会进入FIN_WAIT_2状态,后续当收到服务端的FIN时,回应发送一个ACK,会进入到TIME_WAIT状态,这个状态会持续2MSL(TCP报文段在网络中的最大生存时间,RFC 1122标准的建议值是2min).客户端等待2MSL,是为了当最后一个ACK丢失时,可以再发送一次。因为服务端在等待超时后会再发送一个FIN给客户端,进而客户端知道ACK已丢失
b 只有服务端的FIN,回应一个ACK给服务端,进入CLOSING状态,然后接收到服务端的ACK时,进入TIME_WAIT状态
c 同时收到服务端的ACK和FIN,直接进入TIME_WAIT状态
.收到服务器ACK后,客户端处于FIN_WAIT_2状态,此时需要等待服务器发送结束报文段,才能转移至TIME_WAIT状态,否则它将一直停留在这个状态。如果不是为了在半关闭状态下继续接收数据,连接长时间地停留在FIN_WAIT_2状态并无益处。连接停留在FIN_WAIT_2状态的情况可能发生在:客户端执行半关闭后,未等服务器关闭连接就强行退出了。此时客户端连接由内核来接管,可称之为孤儿连接(和孤儿进程类似)。
.Linux为了防止孤儿连接长时间存留在内核中,定义了两个内核参数:
./proc/sys/net/ipv4/tcp_max_orphans 指定内核能接管的孤儿连接数目
./proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout指定孤儿连接在内核中生存的时间
TCP协议中的三次握手和四次挥手
客户机端的三次握手和四次挥手
服务器端的三次握手和四次挥手
1 client 首先发送一个连接试探,此时ACK=0,表示确认号无效,SYN=1表示这是一个请求连接或连接接受报文,同时表示这个数据包不携带数据,seq=x表示此时client自己数据的初始序号是x,这时候client进入syn_sent状态,表示客户端等等服务器的回复
2 server 监听到连接请求报文后,如同意建立连接,则向client发送确认,将TCP报文首部的SYN和ACK都置为1,因为client上一个请求连接的报文中seq=x,所以服务器端这次就发ack=x+1,表示服务器端希望客户端下一个报文段的第一个数据字节序号是x+1,同时表示x为止的所有数据都已经正确收到了,其中,此时服务器端发送seq=y表示server自己的初始序号是y,这时服务器进入了SYN_RCVD状态,表示服务器已经收到了客户端的请求,等待client的确认。
3 client收到确认后还要再次给服务器端发送确认,同时携带要发给server的数据。ACK=1表示确认号ack=y+1有效,client这时的序号seq为x+1
一旦client确认后,这个TCP连接的client 和 server 都直接进入到established状态,可以发起http请求了
4.2 四次挥手详解
第一次挥手:client向server,发送FIN报文段,表示关闭数据传送,此时ACK=0,seq=u,表示客户端此时数据的报文序号是u,此时,client进入FIN_WAIT_1状态,表示没有数据要传输了
第二次挥手:server收到FIN报文段后进入CLOSE_WAIT状态(被动关闭),然后发送ACK确认,表示同意你关闭请求了,主机到主机的数据链路关闭,同时发送seq=v,表示此时server端的数据包字节序号是v,ack=u+1,表示希望client发送的下一个包的序号是u+1,表示确认了序号u之前的包都已经收到,客户端收到server的ACK报文后,进入FIN_WAIT_2状态
第三次挥手:server等待client发送完数据,发送FIN=1,ACK=1到client请求关闭,server进入LAST_ACK状态。此时发送的seq有变化,因为上一个ACK的后server端可能又发送了一些数据,说以数据字节序号发送了变化,为w,但是ack还是保持不变
第四次挥手:client收到server发送的FIN后,回复ACK确认到server,client进入TIME_WAIT状态。发送ack=w+1,表示希望服务器下个发送的报文的字节序号是w+1,确认了服务器之前发送的w字节都已经正确收到,发送seq=u+1表示当前client的字节序号是u+1.server收到client的ACK后就关闭连接了,状态为CLOSED。client等待2MSL,仍然没有收到server的回复,说明server已经正常关闭了,client关闭连接。
其中,MSL(Maximum Segment Lifetime):报文最大生存时间,是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间。当client回复server的FIN后,等待(2-4分钟),即使两端的应用程序结束。
TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态的原因是如果client直接进入CLOSED状态,由于IP协议不可靠性或网络问题,导致client最后发出的ACK报文未被server接收到,那么server在超时后继续向client重新发送FIN,而client已经关闭,那么找不到向client发送FIN的连接,server这时收到RST并把错误报告给高层,不符合TCP协议的可靠性特点。如果client直接进入CLOSED状态,而server还有数据滞留在网络中,当有一个新连接的端口和原来server的相同,那么当原来滞留的数据到达后,client认为这些数据是新连接的。等待2MSL确保本次连接所有数据消失。
当客户端等待2MSL后服务器端没有再次发送确认的报文后,client认为该次断开连接已经正常结束,client进入closed状态。四次挥手正式结束
‘肆’ TCP三次握手原理
本文主要内容
1、TCP数据包格式
TCP数据包格式如下:
注意到中间还有几个标志位:
数据包格式当中,最重要的是理解序号和确认序号。TCP为什么是稳定可靠的,与序号与确认序号这套机制紧密相关,这也是TCP的精髓。
2、TCP的三次握手
众所周知,TCP协议是可靠的,而UDP协议是不可靠的。在一些场景中必须用TCP,比如说用户登录,必须给出明确答复是否登录成功等。而有些场景中,用户是否接收到数据则不那么关键,比如网络游戏当中,玩家射出一颗子弹,另外的玩家是否看到,完全取决于当前网络环境,如果网络卡顿,就会有玩家已经被射杀,但界面仍然刷新不出来的情况。这种情形适合UDP。
为了保证TCP协议可靠,在建立连接之时就要得到保证。
最初两端的TCP进程都处于CLOSED关闭状态,A主动打开连接,而B被动打开连接。(A、B关闭状态CLOSED——B收听状态LISTEN——A同步已发送状态SYN-SENT——B同步收到状态SYN-RCVD——A、B连接已建立状态ESTABLISHED)
B服务器进程就处于LISTEN(收听)状态,等待客户的连接请求。若有,则作出响应。
3、TCP的传输和确认
TCP 传输的可靠性,可以用一句话归结:每收到对方数据,就发送 ACK 进行确定,发送方发送后没有收到 ACK 就隔一段时间重发。
就是 A 向 B 发送消息(下面将 TCP 的报文直接看做是消息,消息一词跟 TCP 报文混用),B 收到消息后需要向 A 发送 ACK。这个 ACK 相当于返回结果,没有返回结果,A 就重新发送消息。
归纳起来,A 有 3 种消息需要确认。
另外 A 也可以发送 RST 消息,代表出错了。出错消息不需要确认。RST 也可以当成返回接口,替代正常的 ACK。返回 ACK,表示消息发送并处理成功,返回 RST 表示消息处理失败。因为通过网络传输,还有第三种结果,就是不确定成功失败。这样归纳起来。就有三种返回结果。
这两种具体情况,A 根本识别不了,都只能重发。
4、TCP的序号和确认序号
A 向 B 发送消息,假如同时发送 a、b、c、d 消息,因为通过网络,这些消息的顺序并非固定的。而 B 返回 ACK 结果,这样就有一个问题,这个结果到底对应了哪个消息?另外当 A 超时重发后,原来的消息延时一段时候,又重新到达了 B,这样 B 就收到两条相同的消息,那么 B 怎么确定这两条消息是相同的呢?
为了解决这个对应问题,每一条消息都需要有一个编号,返回结果也应该有一个编号。TCP 的序号可以看成是发送消息的编号,确认序号可以看成是返回结果的编号。有了编号,重复的消息才可以忽略,返回结果(ACK)才可以跟消息对应起来。
当建立连接的时候,TCP 选定一个初始序号,之后每发送一个数据包(消息),就将序号递增,保证每发送不同的数据包,数据包的序号都是不同的。TCP 是这样处理的:
SYN、FIN 也需要递增序号。不然 A 向 B 重发多个 SYN 或者 FIN, B 根本判断不了 SYN 是否相同,这样就不可以忽略重复的数据包了。
当 TCP 发送 ACK 时,相当于返回结果,需要带有确认序号,以便跟发送的消息对应起来。
当发送包编号为 a,递增长度为 len。其中 SYN 和 FIN 可以看成是递增长度为 1。这条消息可以这样表示为:
现在来回顾三次握手过程。 A 发送序列号x给 B , B 回复 A 确认号 x+ 1,同时发送序列号 y, A 接收到 B 的回复后,再回复确认号 y+1,同时发送序列号 x+1。给对方的回复一定是接收到的序号加1(或者是数据长度),这样对方才能知道我已经收到了,这样才能保证TCP是可靠的。
‘伍’ tcp 为什么要三次握手
tcp 为什么要三次握手? 我们假设A和B是通信的双方。我理解的握手实际上就是通信,发一次信息就是进行一次握手。
第一次握手:A给B打电话说,你可以听到我说话吗?
第二次握手:B收到了A的信息,然后对A说:我可以听得到你说话啊,你能听得到我说话吗?
第三次握手:A收到了B的信息,然后说可以的,我要给你发信息啦!
在三次握手之后,A和B都能确定这么一件事:我说的话,你能听到;你说的话,我也能听到。这样,就可以开始正常通信了。
注意:HTTP是基于TCP协议的,所以每次都是客户端发送请求,服务器应答,但是TCP还可以给其他应用层提供服务,即可能A、B在建立链接之后,谁都可能先开始通信。如果采用两次握手,那么只要服务器发出确认数据包就会建立连接,但由于客户端此时并未响应服务器端的请求,那此时服务器端就会一直在等待客户端,这样服务器端就白白浪费了一定的资源。若采用三次握手,服务器端没有收到来自客户端的再此确认,则就会知道客户端并没有要求建立请求,就不会浪费服务器的资源。
‘陆’ 一文搞懂TCP的三次握手和四次挥手
TCP的三次握手和四次挥手实质就是TCP通信的连接和断开。
三次握手:为了对每次发送的数据量进行跟踪与协商,确保数据段的发送和接收同步,根据所接收到的数据量而确认数据发送、接收完毕后何时撤消联系,并建立虚连接。
四次挥手:即终止TCP连接,就是指断开一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。
TCP三次握手、四次挥手时序图
TCP协议位于传输层,作用是提供可靠的字节流服务,为了准确无误地将数据送达目的地,TCP协议采纳三次握手策略。
三次握手原理:
第1次握手:客户端发送一个带有SYN(synchronize)标志的数据包给服务端;
第2次握手:服务端接收成功后,回传一个带有SYN/ACK标志的数据包传递确认信息,表示我收到了;
第3次握手:客户端再回传一个带有ACK标志的数据包,表示我知道了,握手结束。
其中:SYN标志位数置1,表示建立TCP连接;ACK标志表示验证字段。
可通过以下趣味图解理解三次握手:
三次握手过程详细说明:
1、客户端发送建立TCP连接的请求报文,其中报文中包含seq序列号,是由发送端随机生成的,并且将报文中的SYN字段置为1,表示需要建立TCP连接。(SYN=1,seq=x,x为随机生成数值);
2、服务端回复客户端发送的TCP连接请求报文,其中包含seq序列号,是由回复端随机生成的,并且将SYN置为1,而且会产生ACK字段,ACK字段数值是在客户端发送过来的序列号seq的基础上加1进行回复,以便客户端收到信息时,知晓自己的TCP建立请求已得到验证。(SYN=1,ACK=x+1,seq=y,y为随机生成数值)这里的ack加1可以理解为是确认和谁建立连接;
3、客户端收到服务端发送的TCP建立验证请求后,会使自己的序列号加1表示,并且再次回复ACK验证请求,在服务端发过来的seq上加1进行回复。(SYN=1,ACK=y+1,seq=x+1)。
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。
四次挥手原理:
第1次挥手:客户端发送一个FIN,用来关闭客户端到服务端的数据传送,客户端进入FIN_WAIT_1状态;
第2次挥手:服务端收到FIN后,发送一个ACK给客户端,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),服务端进入CLOSE_WAIT状态;
第3次挥手:服务端发送一个FIN,用来关闭服务端到客户端的数据传送,服务端进入LAST_ACK状态;
第4次挥手:客户端收到FIN后,客户端t进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,服务端进入CLOSED状态,完成四次挥手。
其中:FIN标志位数置1,表示断开TCP连接。
可通过以下趣味图解理解四次挥手:
四次挥手过程详细说明:
1、客户端发送断开TCP连接请求的报文,其中报文中包含seq序列号,是由发送端随机生成的,并且还将报文中的FIN字段置为1,表示需要断开TCP连接。(FIN=1,seq=x,x由客户端随机生成);
2、服务端会回复客户端发送的TCP断开请求报文,其包含seq序列号,是由回复端随机生成的,而且会产生ACK字段,ACK字段数值是在客户端发过来的seq序列号基础上加1进行回复,以便客户端收到信息时,知晓自己的TCP断开请求已经得到验证。(FIN=1,ACK=x+1,seq=y,y由服务端随机生成);
3、服务端在回复完客户端的TCP断开请求后,不会马上进行TCP连接的断开,服务端会先确保断开前,所有传输到A的数据是否已经传输完毕,一旦确认传输数据完毕,就会将回复报文的FIN字段置1,并且产生随机seq序列号。(FIN=1,ACK=x+1,seq=z,z由服务端随机生成);
4、客户端收到服务端的TCP断开请求后,会回复服务端的断开请求,包含随机生成的seq字段和ACK字段,ACK字段会在服务端的TCP断开请求的seq基础上加1,从而完成服务端请求的验证回复。(FIN=1,ACK=z+1,seq=h,h为客户端随机生成)
至此TCP断开的4次挥手过程完毕。
LISTEN:等待从任何远端TCP 和端口的连接请求。
SYN_SENT:发送完一个连接请求后等待一个匹配的连接请求。
SYN_RECEIVED:发送连接请求并且接收到匹配的连接请求以后等待连接请求确认。
ESTABLISHED:表示一个打开的连接,接收到的数据可以被投递给用户。连接的数据传输阶段的正常状态。
FIN_WAIT_1:等待远端TCP 的连接终止请求,或者等待之前发送的连接终止请求的确认。
FIN_WAIT_2:等待远端TCP 的连接终止请求。
CLOSE_WAIT:等待本地用户的连接终止请求。
CLOSING:等待远端TCP 的连接终止请求确认。
LAST_ACK:等待先前发送给远端TCP 的连接终止请求的确认(包括它字节的连接终止请求的确认)
TIME_WAIT:等待足够的时间过去以确保远端TCP 接收到它的连接终止请求的确认。
TIME_WAIT 两个存在的理由:
1.可靠的实现tcp全双工连接的终止;
2.允许老的重复分节在网络中消逝。
CLOSED:不在连接状态(这是为方便描述假想的状态,实际不存在)。
‘柒’ 计算机网络中的“三次握手”是什么
TCP握手协议
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;
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,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。
‘捌’ 6 张图带你搞懂 TCP 为什么是三次握手,而不是两次或四次
1三次握手
2两次握手(情况1)
3两次握手(情况2)
OK,下面正经地来回答下这个问题,要搞清楚这个问题,首先得了解TCP究竟是如何保证可靠传输的。
PS:TCP协议中,主动发起请求的一端称为‘客户端’,被动连接的一端称为‘服务端’。不管是客户端还是服务端,TCP连接建立完后都能发送和接收数据。
起初,服务器和客户端都为CLOSED状态。在通信开始前,双方都得创建各自的传输控制块(TCB)。服务器创建完TCB后便进入LISTEN状态,此时准备接收客户端发来的连接请求。
第一次握手
客户端向服务端发送连接请求报文段。该报文段的头部中SYN=1,ACK=0,seq=x。请求发送后,客户端便进入SYN-SENT状态。
第二次握手
服务端收到连接请求报文段后,如果同意连接,则会发送一个应答:SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1。该应答发送完成后便进入SYN-RCVD状态。
第三次握手
当客户端收到连接同意的应答后,还要向服务端发送一个确认报文段,表示:服务端发来的连接同意应答已经成功收到。该报文段的头部为:ACK=1,seq=x+1,ack=y+1。客户端发完这个报文段后便进入ESTABLISHED状态,服务端收到这个应答后也进入ESTABLISHED状态,此时连接的建立完成!
防止失效的连接请求报文段被服务端接收,从而产生错误。
PS:失效的连接请求:若客户端向服务端发送的连接请求丢失,客户端等待应答超时后就会再次发送连接请求,此时,上一个连接请求就是‘失效的’。
若建立连接只需两次握手,客户端并没有太大的变化,仍然需要获得服务端的应答后才进入ESTABLISHED状态,而服务端在收到连接请求后就进入ESTABLISHED状态。
此时如果网络拥塞,客户端发送的连接请求迟迟到不了服务端,客户端便超时重发请求,如果服务端正确接收并确认应答,双方便开始通信,通信结束后释放连接。此时,如果那个失效的连接请求抵达了服务端,由于只有两次握手,服务端收到请求就会进入ESTABLISHED状态,等待发送数据或主动发送数据。但此时的客户端早已进入CLOSED状态,服务端将会一直等待下去,这样浪费服务端连接资源。
TCP连接的释放一共需要四步,因此称为‘四次挥手’。
我们知道,TCP连接是双向的,因此在四次挥手中,前两次挥手用于断开一个方向的连接,后两次挥手用于断开另一方向的连接。
第一次挥手
若A认为数据发送完成,则它需要向B发送连接释放请求。该请求只有报文头,头中携带的主要参数为:FIN=1,seq=u。此时,A将进入FIN-WAIT-1状态。
第二次挥手
B收到连接释放请求后,会通知相应的应用程序,告诉它A向B这个方向的连接已经释放。此时B进入CLOSE-WAIT状态,并向A发送连接释放的应答,其报文头包含:ACK=1,seq=v,ack=u+1。
A收到该应答,进入FIN-WAIT-2状态,等待B发送连接释放请求。
第二次挥手完成后,A到B方向的连接已经释放,B不会再接收数据,A也不会再发送数据。但B到A方向的连接仍然存在,B可以继续向A发送数据。
第三次挥手
当B向A发完所有数据后,向A发送连接释放请求,请求头:FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u+1。B便进入LAST-ACK状态。
第四次挥手
A收到释放请求后,向B发送确认应答,此时A进入TIME-WAIT状态。该状态会持续2MSL时间,若该时间段内没有B的重发请求的话,就进入CLOSED状态,撤销TCB。当B收到确认应答后,也便进入CLOSED状态,撤销TCB。
为了保证B能收到A的确认应答。若A发完确认应答后直接进入CLOSED状态,那么如果该应答丢失,B等待超时后就会重新发送连接释放请求,但此时A已经关闭了,不会作出任何响应,因此B永远无法正常关闭。
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‘玖’ 简述TCP的三次握手过程。
TCP握手协议
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;
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