tcp連接三次握手和四次揮手理解 原

對於TCP建立連接和釋放連接還停留在大學的網絡課上,現在重新來看下三次握手和四次揮手對TCP又有了更加深刻的理解。

這裏先熟悉幾個概念性的問題,TCP在建立連接和釋放時用到的標誌位:

  • SYN(synchronous建立聯機):表示建立連接

  • FIN(finish結束) :表示關閉連接

  • ACK(acknowledgement 確認): 表示響應

  • PSH(push傳送) :表示有數據傳輸

  • RST(reset重置): 表示連接重置

  • URG(urgent緊急)

  • Sequence number(順序號碼)

三次握手


三次握手的過程:

(1)第一次握手:建立連接時,客戶端A發送SYN包(SYN=j)到服務器B,並進入SYN_SEND狀態,等待服務器B確認。

(2)第二次握手:服務器B收到SYN包,必須確認客戶A的SYN(ACK=j+1),同時自己也發送一個SYN包(SYN=k),即SYN+ACK包,此時服務器B進入SYN_RECV狀態。

(3)第三次握手:客戶端A收到服務器B的SYN+ACK包,向服務器B發送確認包ACK(ACK=k+1),此包發送完畢,客戶端A和服務器B進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手。

完成三次握手,客戶端與服務器開始傳送數據。

爲什麼要三次握手,不是兩次

** 防止已經失效的連接請求報文突然又傳送到了服務器,從而產生錯誤。**

如果使用的是兩次握手建立連接,假設有這樣一種場景,**客戶端發送了第一個請求連接並且沒有丟失,只是因爲在網絡結點中滯留的時間太長了,**由於TCP的客戶端遲遲沒有收到確認報文,以爲服務器沒有收到,此時重新向服務器發送這條報文,此後客戶端和服務器經過兩次握手完成連接,傳輸數據,然後關閉連接。此時此前滯留的那一次請求連接,網絡通暢了到達了服務器,這個報文本該是失效的,但是,兩次握手的機制將會讓客戶端和服務器再次建立連接,這將導致不必要的錯誤和資源的浪費。

如果採用的是三次握手,就算是那一次失效的報文傳送過來了,服務端接受到了那條失效報文並且回覆了確認報文,但是客戶端不會再次發出確認。由於服務器收不到確認,就知道客戶端並沒有請求連接。

四次揮手

(1)客戶端A發送一個FIN,用來關閉客戶A到服務器B的數據傳送。

(2)服務器B收到這個FIN,它發回一個ACK,確認序號爲收到的序號加1。和SYN一樣,一個FIN將佔用一個序號。

(3)服務器B關閉與客戶端A的連接,發送一個FIN給客戶端A。

(4)客戶端A發回ACK報文確認,並將確認序號設置爲收到序號加1。

TIME_WAIT狀態保持2倍MSL時間?

一、保證TCP協議的全雙工連接能夠可靠關閉 二、保證這次連接的重複數據段從網絡中消失

MSL(Maximum Segment Lifetime),TCP允許不同的實現可以設置不同的MSL值。

先說第一點,如果Client直接CLOSED了,那麼由於IP協議的不可靠性或者是其它網絡原因,導致Server沒有收到Client最後回覆的ACK。那麼Server就會在超時之後繼續發送FIN,此時由於Client已經CLOSED了,就找不到與重發的FIN對應的連接,最後Server就會收到RST而不是ACK,Server就會以爲是連接錯誤把問題報告給高層。 這樣的情況雖然不會造成數據丟失,但是卻導致TCP協議不符合可靠連接的要求。所以,Client不是直接進入CLOSED,而是要保持TIME_WAIT,當再次收到FIN的時候,能夠保證對方收到ACK,最後正確的關閉連接。

再說第二點,如果Client直接CLOSED,然後又再向Server發起一個新連接,我們不能保證這個新連接與剛關閉的連接的端口號是不同的。也就是說有可能新連接和老連接的端口號是相同的。一般來說不會發生什麼問題,但是還是有特殊情況出現:假設新連接和已經關閉的老連接端口號是一樣的,如果前一次連接的某些數據仍然滯留在網絡中,這些延遲數據在建立新連接之後纔到達Server,**由於新連接和老連接的端口號是一樣的,又因爲TCP協議判斷不同連接的依據是socket pair,於是,TCP協議就認爲那個延遲的數據是屬於新連接的,這樣就和真正的新連接的數據包發生混淆了。**所以TCP連接還要在TIME_WAIT狀態等待2倍MSL,這樣可以保證本次連接的所有數據都從網絡中消失。我回應,應該是我發送的請求斷開報文它沒有收到,於是服務器又會重新發送一次,而客戶端就能在這個2MSL時間段內收到這個重傳的報文,接着給出迴應報文,並且會重啓2MSL計時器。

爲什麼建立連接是三次關閉連接是四次

建立連接的時候, 服務器在LISTEN狀態下,收到建立連接請求的SYN報文後,把ACK和SYN放在一個報文裏發送給客戶端

而關閉連接時,服務器收到對方的FIN報文時,僅僅表示對方不再發送數據了但是還能接收數據,而自己也未必全部數據都發送給對方了,所以己方可以立即關閉,也可以發送一些數據給對方後,再發送FIN報文給對方來表示同意現在關閉連接,因此,己方ACK和FIN一般都會分開發送,從而導致多了一次

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