TCP中的三次握手和四次挥手-阿里云开发者社区

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TCP中的三次握手和四次挥手

简介:
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一、文章来由

三次握手只记得ack、ack+1这些零碎片段了~~~特此总结

二、总图

明显三次握手是建立连接,四次挥手是断开连接,总图如下:

这里写图片描述

三、握手

(1)首先,Client端发送连接请求报文(SYN=1,seq=client_isn)

(2)Server段接受连接后回复ACK报文,并为这次连接分配资源。(SYN=1,seq=client_isn,ack = client_isn+1)

(3)Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文,并分配资源,这样TCP连接就建立了。(SYN=0,seq=client_isn+1,ack = server_isn+1)

三次握手过程如下图所示:

这里写图片描述

四、挥手

注意:
中断连接端可以是Client端,也可以是Server端。

这里写图片描述

(1)假设Client端发起中断连接请求,也就是发送FIN报文。

(2) Server端接到FIN报文后,意思是说”我Client端没有数据要发给你了”,但是如果你还有数据没有发送完成,则不必急着关闭Socket,可以继续发送数据。所以 Server 端会先发送ACK,”告诉Client端,你的请求我收到了,但是我还没准备好,请继续你等我的消息”。

这个时候Client端就进入 FIN_WAIT 状态,继续等待Server端的FIN报文。

(3)当Server端确定数据已发送完成,则向Client端发送FIN报文,”告诉Client端,好了,我这边数据发完了,准备好关闭连接了”。

(4)Client端收到FIN报文后,”就知道可以关闭连接了,但是他还是不相信网络,怕Server端不知道要关闭,所以发送 ACK 后进入 TIME_WAIT 状态,如果 Server 端没有收到 ACK 则可以重传“,Server端收到ACK后,”就知道可以断开连接了”。

Client端等待了2MSL后依然没有收到回复,则证明Server端已正常关闭,那好,我Client端也可以关闭连接了。Ok,TCP连接就这样关闭了!

注意:

(1)2个wait状态,FIN_WAIT和TIME_WAIT

(2)如果是Server端发起,过程反过来,因为在挥手的时候c和s在对等位置。

五、握手挥手状态图

Client端所经历的状态如下:

这里写图片描述

Server端所经历的过程如下:

这里写图片描述

六、注意问题

1、在TIME_WAIT状态中,如果TCP client端最后一次发送的ACK丢失了,它将重新发送。TIME_WAIT状态中所需要的时间是依赖于实现方法的。典型的值为30秒、1分钟和2分钟。等待之后连接正式关闭,并且所有的资源(包括端口号)都被释放。

2、为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?

答:因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,”你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。

3、为什么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?

答:虽然按道理,四个报文都发送完毕,我们可以直接进入CLOSE状态了,但是我们必须假象网络是不可靠的,有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。

七、附:报文详解

TCP报文中的SYN,FIN,ACK,PSH,RST,URG

TCP的三次握手是怎么进行的:发送端发送一个SYN=1,ACK=0标志的数据包给接收端,请求进行连接,这是第一次握手;接收端收到请求并且允许连接的话,就会发送一个SYN=1,ACK=1标志的数据包给发送端,告诉它,可以通讯了,并且让发送端发送一个确认数据包,这是第二次握手;最后,发送端发送一个SYN=0,ACK=1的数据包给接收端,告诉它连接已被确认,这就是第三次握手。之后,一个TCP连接建立,开始通讯。

*SYN:同步标志
同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)栏有效。该标志仅在三次握手建立TCP连接时有效。它提示TCP连接的服务端检查序列编号,该序列编号为TCP连接初始端(一般是客户端)的初始序列编号。在这里,可以把 TCP序列编号看作是一个范围从0到4,294,967,295的32位计数器。通过TCP连接交换的数据中每一个字节都经过序列编号。在TCP报头中的序列编号栏包括了TCP分段中第一个字节的序列编号。

*ACK:确认标志
确认编号(Acknowledgement Number)栏有效。大多数情况下该标志位是置位的。TCP报头内的确认编号栏内包含的确认编号(w+1,Figure-1)为下一个预期的序列编号,同时提示远端系统已经成功接收所有数据。

*RST:复位标志
复位标志有效。用于复位相应的TCP连接。

*URG:紧急标志
紧急(The urgent pointer) 标志有效。紧急标志置位

*PSH:推标志
该标志置位时,接收端不将该数据进行队列处理,而是尽可能快将数据转由应用处理。在处理 telnet 或 rlogin 等交互模式的连接时,该标志总是置位的。

*FIN:结束标志
带有该标志置位的数据包用来结束一个TCP回话,但对应端口仍处于开放状态,准备接收后续数据。

TCP的几个状态对于我们分析所起的作用
在TCP层,有个FLAGS字段,这个字段有以下几个标识:SYN, FIN, ACK, PSH, RST, URG.其中,对于我们日常的分析有用的就是前面的五个字段。它们的含义是:SYN表示建立连接,FIN表示关闭连接,ACK表示响应,PSH表示有 DATA数据传输,RST表示连接重置。其中,ACK是可能与SYN,FIN等同时使用的,比如SYN和ACK可能同时为1,它表示的就是建立连接之后的响应,如果只是单个的一个SYN,它表示的只是建立连接。

TCP的几次握手就是通过这样的ACK表现出来的。但SYN与FIN是不会同时为1的,因为前者表示的是建立连接,而后者表示的是断开连接。RST一般是在FIN之后才会出现为1的情况,表示的是连接重置。一般地,当出现FIN包或RST包时,我们便认为客户端与服务器端断开了连接;而当出现SYN和SYN+ACK包时,我们认为客户端与服务器建立了一个连接。PSH为1的情况,一般只出现在 DATA内容不为0的包中,也就是说PSH为1表示的是有真正的TCP数据包内容被传递。TCP的连接建立和连接关闭,都是通过请求-响应的模式完成的。


参考资料

[1] http://blog.csdn.net/whuslei/article/details/6667471

[2] http://www.2cto.com/net/201210/160762.html

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