TCP三次握手四次揮手詳解

本文轉載自:http://blog.csdn.net/weiwangchao_/article/details/7226109

經典的三次握手示意圖:(#add,“握手”即圖中左邊到右邊的連線

經典的四次握手關閉圖:


TCP是主機對主機層的傳輸控制協議,提供可靠的連接服務,採用三次握手確認建立一個連接:

位碼即tcp標誌位,有6種標示:

SYN(synchronous建立聯機)

ACK(acknowledgement 確認)

PSH(push傳送)

FIN(finish結束)

RST(reset重置)

URG(urgent緊急)

Sequence number(順序號碼)

Acknowledge number(確認號碼)


第一次握手:主機A發送位碼爲syn=1,隨機產生seqnumber=1234567的數據包到服務器,主機B由SYN=1知道,A要求建立聯機;

第二次握手:主機B收到請求後要確認聯機信息,向A發送ack number=(主機A的seq+1),syn=1,ack=1,隨機產生seq=7654321的包

第三次握手:主機A收到後檢查ack number是否正確,即第一次發送的seq number+1,以及位碼ack是否爲1,若正確,主機A會再發送ack number=(主機B的seq+1),ack=1,主機B收到後確認seq值與ack=1則連接建立成功。

完成三次握手,主機A與主機B開始傳送數據。


在TCP/IP協議中,TCP協議提供可靠的連接服務,採用三次握手建立一個連接。 
第一次握手:建立連接時,客戶端發送syn包(syn=j)到服務器,並進入SYN_SEND狀態,等待服務器確認; 
第二次握手:服務器收到syn包,必須確認客戶的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 進入SYN_RECV狀態;

第三次握手:客戶端收到服務器的SYN+ACK包,向服務器發送確認包ACK(ack=k+1),此包發送完畢,客戶端和服務器進入 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.

實例:

IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: S3626544836:3626544836
IP 192.168.1.123.7788 > 192.168.1.116.3337: S 1739326486:1739326486 ack3626544837
IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: ack 1739326487,ack 1

第一次握手:192.168.1.116發送位碼syn=1,隨機產生seqnumber=3626544836的數據包到192.168.1.123,192.168.1.123由SYN=1知道192.168.1.116要求建立聯機;

第二次握手:192.168.1.123收到請求後要確認聯機信息,向192.168.1.116發送acknumber=3626544837,syn=1,ack=1,隨機產生seq=1739326486的包;

第 三次握手:192.168.1.116收到後檢查ack number是否正確,即第一次發送的seq number+1,以及位碼ack是否爲1,若正確,192.168.1.116會再發送ack number=1739326487,ack=1,192.168.1.123收到後確認seq=seq+1,ack=1則連接建立成功。

圖解:
一個三次握手的過程(圖1,圖2)

(圖1)

(圖2)

第一次握手的標誌位(圖3)
我們可以看到標誌位裏面只有一個同步位,也就是在做請求(SYN)

(圖3)

第二次握手的標誌位(圖4)
我們可以看到標誌位裏面有兩個確認位和同步位,也就是在做應答(SYN + ACK)

(圖4)

第三次握手的標誌位(圖5)
我們可以看到標誌位裏面只有一個確認位,也就是再做再次確認(ACK)

(圖5)

一個完整的三次握手也就是 請求---應答---再次確認

四次分手:

由於TCP連接是全雙工的,因此每個方向都必須單獨進行關閉。這個原則是當一方完成它的數據發送任務後就能發送一個FIN來終止這個方向的連接。收到一個 FIN只意味着這一方向上沒有數據流動,一個TCP連接在收到一個FIN後仍能發送數據。首先進行關閉的一方將執行主動關閉,而另一方執行被動關閉。

(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(報文段4)。

(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(報文段5)。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(報文段6)。

(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(報文段7)。

 

1.爲什麼建立連接協議是三次握手,而關閉連接卻是四次握手呢?

這是因爲服務端的LISTEN狀態下的SOCKET當收到SYN報文的建連請求後,它可以把ACK和SYN(ACK起應答作用,而SYN起同步作用)放在一個報文裏來發送。但關閉連接時,當收到對方的FIN報文通知時,它僅僅表示對方沒有數據發送給你了;但未必你所有的數據都全部發送給對方了,所以你不可以馬上關閉SOCKET,也即你可能還需要發送一些數據給對方之後,再發送FIN報文給對方來表示你同意現在可以關閉連接了,所以它這裏的ACK報文和FIN報文多數情況下都是分開發送的

2.爲什麼TIME_WAIT狀態還需要等2MSL後才能返回到CLOSED狀態?

這是因爲雖然雙方都同意關閉連接了,而且握手的4個報文也都協調和發送完畢,按理可以直接回到CLOSED狀態(就好比從SYN_SEND狀態到ESTABLISH狀態那樣);但是因爲我們必須要假想網絡是不可靠的,你無法保證你最後發送的ACK報文會一定被對方收到,因此對方處於LAST_ACK狀態下的SOCKET可能會因爲超時未收到ACK報文,而重發FIN報文,所以這個TIME_WAIT狀態的作用就是用來重發可能丟失的ACK報文。

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