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一:连接管理
1:建立连接
【JavaEE】——TCP回显服务器(万字长文超详细)-CSDN博客
在之前的学习中,我们知道用下述的这个代码(构造方法),将客户端 和服务器的内核建立连接,服务器在调用accept方法拿到操作系统内核中的连接,从而达到应用程序层面上服务器和客户端的连接。
注:这个方法不是很明白的可以点击上面那条链接,里面有详细解释
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二:三次握手(重点)
1:syn同步报文段
在了解“三次握手”之前我们先来认识一个缩写词syn,syn(全称:synchronize 同步),这个单词并不陌生,加锁:synchronized。
这两者的含义却不同。加锁synchronized同步是协调各个线程之间的执行顺序,“握手”这里的synchronize同步是进入连接状态,客户端和服务器得相互配合完成一系列的工作
还记得上篇文章中,引入的TCP协议中的六位标志位吗
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六位标志位
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2:过程详细梳理
总图
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在建立连接的第一次交互中,一定是客户端先发起请求的,(服务器是被动的一方)
所谓的syn是一个特殊的TCP数据报,里面包含的内容不携带载荷和应用层的数据,也就不代表任何应用程序的业务逻辑,但是像IP报头,TCP报头,以太网数据帧.......这样的东西还是有的。(告诉服务器,我是谁——客户端的端口、IP地址)
(1)syn的作用就是告诉服务器:我想和你建立连接——此时发送过去syn的值就是1
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(2)服务器收到syn,并返回ack应答报文(此时ack值为1)
意思:我确认收到了你想和我建立连接这个信息!
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此时服务器通过syn,不仅可以知道客户端想要建立连接,还可以知道客户端的身份信息
注:(但是这里的身份信息是否存储,服务器会暂时观望,最终确定建立通讯连接后才会存储)
(3)服务器ask完之后,会决定是否建立连接,这里有两种情况。
情况①:服务器发出同意建立连接的响应
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情况②:此时服务器可能负载过高,客户端的请求处理不过来了,就会拒绝建立连接。
(4)客户端收到服务器发来的“syn确认建立连接后”,会再返回一个ack(应答报文),告诉服务器——我收到了
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3:合二为一
细心的铁铁会发现上述不是4次过程吗,为什么叫三次握手,其实②③是可以合并的,服务器在发送②③的时候,把TCP数据报包中的六位标志中ask和syn中的值都置为1,就达到了一起发送的效果(即服务器:我收到了,我确认跟你建立连接)
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好处:网络传输的过程中涉及到多次封装和分用,两个包合并成一个包,减少了一次封装分用的过程,整体的效率就提高了,成本就降低了
4:三次握手的目的
目的是为了让通信双方都能保存对方的相关信息
5:三次握手的意义
(1)投石问路
三次握手,可以先针对通讯路径,进行投石问路,确认通讯路径是否畅通
注:就像你下班回家,得先看一下堵不堵车,不堵车的话就开车回家(路径通畅),堵车的话,不回了,加班!
(2)验证双方通讯是否异常
三次握手可以验证通讯双方,接受能力和发送能力是否正常
(关注点在两端)
6:一些误区
(1)确认应答机制独立于三次握手机制
在三次握手过程中,“确认应答机制”和“超时重传机制”都是存在的
注意:这里的三次握手虽然包含“确认应答”,但是不能说“确认应答”机制是“三次握手”机制中的一部分。
因为在“三次握手”结束进入数据传送后,“确认应答”机制依旧存在。
所以“确认应答”机制是独立于“三次握手”机制的
三:解决“后发先至”问题
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1:选项定参数
TCP中也是有很多参数需要协商的,这时往往是通过“选项”部分来体现的嘛(最多40字节提供给选项)40怎么来的参考这里【JavaEE】——TCP应答报文机制,超时重传机制-CSDN博客
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2:通讯序号起始值
在TCP数据报包中有一个非常关键的信息:TCP通讯序号的起始值
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TCP一次通讯中,起始值并不是从0或者1开始计算的,而是选择一个比较大的数字,以这个数字开头来进行计算,即使是同一个服务器和客户端,每次新的连接开始,开始的序号都不同,下面这个图告诉你为什么这样做——避免发生“前朝的剑,斩本朝的官”(后发先至)事情
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试想一下,数据A还没到达客户端,第一次连接就中断进行第二次连接了,此时等到数据A到达客户端之后发现:我嘞个乖乖,这已经不是第一次的连接了。第二次连接发现数据A不属于自己传输的数据,再处理就不合适了,上策就会选择把这个数据A丢包。
提问:第二次连接过程中是如何发现这个数据A不属于本次连接呢?
可以通过序号来区分,正常的数据报包的序号都是从开始序号依次按顺序往后排的,就算是偶尔丢包,顺序差异也不会太大,但是“前朝的包”和“本朝的包”序号差异非常大,一眼就能识别出来