浅谈TCP三次握手和四次分手

      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提供可靠的连接服务,采用三次握手确认建立一个连接,比如我们去访问一个网站,从输入网址到页面显示我们所想要浏览的内容,这个过程其中就包含了小编要说的三次握手和四次挥手。

一、首先我们来了解一下tcp包头的6种标示:

     URG:(紧急)表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。

     ACK:(确认)表示是否前面的确认号字段是否有效。

     PSH:(传送)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。

     RST:(重置)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,必须释放连接,然后再重新建立连接。

     SYN:(建立连接)在建立连接时使用,用来同步序号。

     FIN:(结束连接)表示通知对方本端要关闭连接了,标记数据是否发送完毕

二、下面来张汇总图:

浅谈TCP三次握手和四次分手

2.1 上图为TCP的状态机,各种版本、模式相信好多人都应该看到过了,小编也是大概画个样板图,从图中我们可以看到客户端和服务器端的状态处于变换之中,那么我们来总结一下它们的变换流程。

   * 客户端TCP状态迁移:

     CLOSED——SYN-SEND——ESTABLISHED——FIN-WAIT1——FIN-WAIT2——TIME-WAIT

浅谈TCP三次握手和四次分手

   * 服务器端TCP状态迁移:

     CLOSED——LISTEN——SYN-RECEIVED——ESTABLISHED—-CLOSED-WAIT——LAST-ACK——CLOSED

浅谈TCP三次握手和四次分手

2.2 各状态含义:

   1、CLOSED:没有任何连接状态

   2、LISTEN:监听状态,等待来自远方TCP端口的连接请求

   3、SYN-SENT:在发送连接请求后,等待对方确认

   4、SYN-RECEIVED:在收到和发送一个连接请求后,等待对方确认

   5、ESTABLISHED:传输连接建立,双方进入数据传送状态

   6、FIN-WAIT-1:主动关闭,主机已发送关闭连接请求,等待对方确认

   7、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

   8、TIME-WAIT:完成双向传输连接关闭,等待所有分组消失

   9、CLOSE-WAIT:被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求,并已确认

  10、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

  11、CLOSING:双方同时尝试关闭传输连接,等待对方确认(这种状态在上图中并没有显示出来,但偶尔还是会有这种状态出现的)

三、简图1

浅谈TCP三次握手和四次分手

3.1 三次握手建立连接,如上图所示:

    第一次握手:建立连接时,客户端A发送SYN包(SYN=1)到服务器B,并进入SYN_SEND状态,等待服务器B确认。

    第二次握手:服务器B收到SYN包,必须确认客户ASYNACK=x+1),同时自己也发送一个SYN包(SYN=1),即SYN+ACK包,此时服务器B进入SYN_RECV状态。

    第三次握手:客户端A收到服务器BSYNACK包,向服务器B发送确认包ACKACK=y+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。之后就可以进行数据传送

    这里的X+1就是指接受方希望收到的下一个序列号

3.2 抓包截图具体示例TCP的三次握手(SYN,(SYN+ACK),ACK

浅谈TCP三次握手和四次分手

四、简图2

浅谈TCP三次握手和四次分手

4.1 四次挥手(断开连接),如上图所示:

     第一次挥手:客户端服务器发送一个FIN报文段序列号为u此时,客户端进入FIN_WAIT_1状态这表示客户端没有数据要发送给服务器

     第二次挥手:服务器收到了客户端发送的FIN报文段,向客户端回一个ACK报文段,序列号为u+1,客户端进入FIN_WAIT_2状态,服务器告诉客户端,我也没有数据要发送了,可以进行关闭连接了

     第三次挥手:服务器客户端发送FIN报文段,请求关闭连接,同时服务器进入CLOSE_WAIT状态

     第四次挥手:客户端收到服务器发送的FIN报文段,向服务器发送ACK报文段,然后客户端进入TIME_WAIT状态;服务器收到客户端ACK报文段以后,就关闭连接;此时,客户端等待2MSL后依然没有收到回复,则证明服务器已正常关闭,此时,客户端也可以关闭连接了

4.2 抓包截图具体示例TCP的四次挥手((FIN+ACK),ACK,(FIN+ACK),ACK

浅谈TCP三次握手和四次分手

五、两个小问题

5.1 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:因为当服务器端收到客户端的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,当服务器端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭端口,所以只能先回复一个ACK报文,告诉客户端,你发的FIN报文我收到了。只有等到我服务器端这边所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,不能应答和报文一起发送。就像我们双方通话时,一人说要挂电话,他也会等到对方讲话结束,并且对方也同意结束通话是一个道理。

5.2 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:按道理,四个报文都发送完毕,可以直接进入CLOSE状态,但是我们要知道,网络在传输数据的过程中也有不稳定的时候,网络拥挤、堵塞,这都是极有可能发生的事情。这些情况出现的话,最后一个ACK就有可能丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。

以上就是小编对三次握手四次挥手的总结,不足之处,大家多多指教哦。





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