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TCP 三次握手 与 四次挥手

俊阳IT知识库
2022-12-15 / 0 评论 / 1 点赞 / 363 阅读 / 1,263 字 / 正在检测是否收录...
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TCP 三次握手

所谓三次握手(Three-way Handshake),是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务器总共发送3个包,那么为什么在TCP建立连接时是三次握手,而不是两次或四次?
TCP名为传输控制协议,是一种可靠的传输层协议。(原则上任何数据传输都无法确保绝对可靠,三次握手只是确保可靠的基本需要)


举个例子,平常和女朋友打电话的时候(虽然我现在没有女朋友@_@)

tcp-connect-2

对应客户端与服务器之间的通信

tcp-connect-3

  • 第一次握手
    客户端发送syn包(syn=x)的数据包到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;
  • 第二次握手
    服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=x+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=y),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=y+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。

注:握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前,TCP连接都将被一直保持下去。


位码即TCP标志位:

  • SYN(synchronous建立联机)
  • ACK(acknowledgement 确认)
  • PSH(push传送)
  • FIN(finish结束)
  • RST(reset重置)
  • URG(urgent紧急)
  • Sequence number(seq 顺序号码)
  • Acknowledge number(ack 确认号码)

TCP 四次挥手

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。


举个例子,和女朋友分手的时候

tcp-connect-4

对应客户端与服务器之间的通信

tcp-connect-1

  • 第一次挥手  
    主动关闭方发送一个FIN,用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送,也就是主动关闭方告诉被动关闭方:我已经不会再给你发数据了(当然,在fin包之前发送出去的数据,如果没有收到对应的ack确认报文,主动关闭方依然会重发这些数据),但是,此时主动关闭方还可以接受数据。

  • 第二次挥手  
    被动关闭方收到FIN包后,发送一个ACK给对方,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号, SYN 和 FIN 都有seq序号)。

  • 第三次挥手  
    被动关闭方发送一个FIN,用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送,也就是告诉主动关闭方,我的数据也发送完了,不会再给你发数据了。

  • 第四次挥手  
    主动关闭方收到FIN后,发送一个ACK给被动关闭方,确认序号为收到序号+1,至此,完成四次挥手。

注:任何一方(客户端或服务器)都可以选择主动关闭,在双方还没有完全确定关闭连接时,还有可能存在没有发送完的数据


状态说明:

  • CLOSED: 这个表示初始状态。
  • LISTEN(服务器): 表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态,可以接受连接了。
  • ESTABLISHED:表示连接已经建立了。
  • SOCKET:请自行百度

为什么建立连接协议是三次握手,而关闭连接却是四次握手呢?

这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后,它可以把ACK和SYN(ACK起应答作用,而SYN起同步作用)放在一个报文里来发送。

当关闭连接时,当收到对方的FIN报文通知时,它仅仅表示对方没有数据发送给你了;但未必你所有的数据都全部发送给对方了,所以你可能未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后,再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了,所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。


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