TCP三次握手四次挥手

转自:https://blog.csdn.net/zDavid_2018/article/details/89357949

【三次握手】在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠通信服务,采用三次握手建立一个连接。

第一次握手:建立连接时,客户端首先发送数据报,报文首部中的同部位SYN=1,同时选择一个初始序列号 seq=x ,表明传送数据使得第一个数据字节的序号为x。此时,客户端进程进入了 SYN-SENT(同步已发送状态)状态。

第二次握手:服务器收到请求报文后,如果同意连接,则发出确认报文。确认报文中应该 ACK=1,SYN=1,确认号是ack=x+1,同时也要为自己初始化一个序列号 seq=y,此时,TCP服务器进程进入了SYN-RCVD(同步收到)状态。

第三次握手:客户进程收到确认后,还要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1,ack=y+1,自己的序列号seq=x+1,此时,TCP连接建立,客户端进入ESTABLISHED(已建立连接)状态。

简单来说

1. Client: SYN=1,seq=x

2.Server: ACK=1,SYN=1,ack=x+1,seq=y

3.Client: ACK=1,ack=y+1,seq=x+1

【四次挥手】

第一次挥手:客户端发出连接释放报文,并且停止发送数据。释放数据报文首部,FIN=1,其序列号为seq=u(等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1),此时,客户端进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态。 TCP规定,FIN报文段即使不携带数据,也要消耗一个序号。

第二次挥手:服务器收到客户端的释放连接包,服务器发出确认,ack=u+1,并且带上自己的序列号seq=v,此时,服务端就进入了CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。TCP 服务器进程通知高层应用进程。从 客户端 到 服务器 这个方向的连接就释放了,TCP 连接处于半关闭状态。服务器若发送数据,客户端 仍要接收。

第三次挥手:客户端收到服务器的确认请求后,此时,客户端就进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待服务器发送连接释放报文(在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据)。服务器 如果没有数据要发送,其应用进程就通知tcp释放连接。

服务器向客户端发送连接释放报文,FIN=1,ack=u+1,由于在半关闭状态,服务器很可能又发送了一些数据,假定此时的序列号为seq=w,此时,服务器就进入了LAST-ACK(最后确认)状态,等待客户端的确认。

第四次挥手:客户端收到服务器的连接释放报文后,必须发出确认,ACK=1,ack=w+1,而自己的序列号是seq=u+1,此时,客户端就进入了TIME-WAIT(时间等待)状态。注意此时TCP连接还没有释放,必须经过2MSL(最长报文段寿命)的时间后,当客户端撤销相应的TCB后,才进入CLOSED状态。

服务器只要收到了客户端发出的确认,立即进入CLOSED状态。同样,撤销TCB后,就结束了这次的TCP连接。可以看到,服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

简单来说:

1.Client: FIN=1,seq=u

2.Server: ack=u+1,seq=v

3.Server: FIN=1,ack=u+1,seq=w

4.Client: ACK=1,ack=w+1,seq=u+1

1.三次握手中为什么TCP客户端最后还要发送一次确认呢?

一句话,主要防止已经失效的连接请求报文突然又传送到了服务器,从而产生错误。
如果使用的是两次握手建立连接,假设有这样一种场景,客户端发送了第一个请求连接并且没有丢失,只是因为在网络结点中滞留的时间太长了,由于TCP的客户端迟迟没有收到确认报文,以为服务器没有收到,此时重新向服务器发送这条报文,此后客户端和服务器经过两次握手完成连接,传输数据,然后关闭连接。此时此前滞留的那一次请求连接,网络通畅了到达了服务器,这个报文本该是失效的,但是,两次握手的机制将会让客户端和服务器再次建立连接,这将导致不必要的错误和资源的浪费。


如果采用的是三次握手,就算是那一次失效的报文传送过来了,服务端接受到了那条失效报文并且回复了确认报文,但是客户端不会再次发出确认。由于服务器收不到确认,就知道客户端并没有请求连接。
 

(1) 浪费网络资源;(2)引起安全问题。

目的:防止”已延迟TCP连接请求”发送给对方。

A发送了两个连接请求报文,其中有一个有效.(暂且假设为第二个) 2) 第一个TCP连接请求在网络传输延迟时间长;       

三次握手:A与B通信时,接收到延迟的第一个连接请求解决方法:序号不在接收窗口内,重复段丢弃!

三次握手是原子操作,A没有发送应答给B,原子操作失败, 连接无法建立。

2.四次挥手为什么客户端最后还要等待2MSL(TIME_WAIT状态)?

第一,为了保证 客户端发送的最后一个 ACK 报文段能够到达服务器。

第二,防止 “已失效的连接请求报文段”出现在本连接中。客户端在发送完最后一个 ACK 报文段后,再经过时间 2MSL,就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段,都从网络中消失。这样就可以使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。

3.如果已经建立了连接,但是客户端突然出现故障了怎么办?

TCP还设有一个保活计时器,显然,客户端如果出现故障,服务器不能一直等下去,白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器,时间通常是设置为2小时,若两小时还没有收到客户端的任何数据,服务器就会发送一个探测报文段,以后每隔75秒发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应,服务器就认为客户端出了故障,接着就关闭连接。

4.为什么建立连接是三次握手,关闭连接确是四次挥手呢?
建立连接的时候, 服务器在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。
而关闭连接时,服务器收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据,而自己也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即关闭,也可以发送一些数据给对方后,再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接,因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送,从而导致多了一次。

传输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信(但网络层是为主机之间提供逻辑通信)。

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