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TCP的三次握手和四次挥手

2019-09-04 21:08:14  阅读:546  来源: 互联网

标签:ACK 报文 握手 SYN TCP 四次 连接 客户端


本文主要借鉴他人优秀博客和微信公众号以及个人一些观点编写,如有不正,欢迎留言!

引言:HTTP和HTTPS协议请求时都会通过TCP三次握手建立TCP连接。(HTTPS连接除了三次握手外,还需要使用SSL证书,保证数据传输的正确性、保密性和不可更改性)。

在介绍之前,有几个概念大家先了解一下,后面三次握手和四次挥手都需要用到。

概念

  • 确认ACK:又称响应标识。占1位,仅当ACK=1时,确认号字段才有效,表示响应,连接建立成功之后,所有报文段ACK的值都为1。ACK=0时,确认号无效,响应失败。
  • 同步SYN:又称连接标识,连接建立时用于同步序号。当SYN=1,ACK=0时表示:这是一个连接请求报文段。若同意连接,则在响应报文段中使得SYN=1,ACK=1。因此,SYN=1表示这是一个连接请求,或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1,握手完成后SYN标志位被置0。
  • 终止FIN:又称关闭连接标识,用来释放一个连接。FIN=1表示这是一个关闭请求,或关闭接收报文段,此报文段的发送方的数据已经发送完毕,并要求释放运输连接。
  • 序列号seq:占4个字节,用来标记数据段的顺序,TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号,第一个字节的编号由本地随机产生;给字节编上序号后,就给每一个报文段指派一个序号;序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。请求报文段中会有该字段,响应报文段没有。
  • 确认号ack:占4个字节,期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号;序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号;而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号;因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号。除了连接请求和连接接收响应报文段没有该字段,其他的报文段都有该字段。

ps:ACK、SYN和FIN这些大写的单词表示标志位,其值要么是1,要么是0;ack、seq小写的单词表示序号。

一、三次握手

三次握手是指什么呢?来一个简图,大家先瞧瞧~

图1 TCP三次握手简图

三次握手过程理解(图和解释)

图2 TCP三次握手图解

第一次握手:建立连接请求。客户端发送连接请求报文段,将SYN置为1seq为随机数x。然后,客户端进入SYN_SENT状态,等待服务器确认。

第二次握手:确认连接请求。服务器收到客户端的SYN报文段,需要对该请求进行确认,设置ack=x+1(即客户端seq+1)。同时自己也要发送SYN请求信息,将SYN置为1seq为随机数y。服务器将SYN和ACK信息放在一个报文段中,一并发给客户端。然后,服务器进入SYN_RECV状态。

第三次握手:客户端收到SYN和ACK报文段,将ack设置为y+1(即服务端seq+1),向服务器发送ACK报文段,这个报文段发送完毕,客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态。完成TCP三次握手。

二、四次挥手

四次挥手是指什么呢?来一个简图,大家先瞧瞧~

图3 TCP四次挥手简图

四次挥手过程理解(图和解释)

图4 TCP四次挥手图解

第一次挥手:客户端进程发送连接释放报文,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:服务端接收到连接释放报文,发出确认报文:ACK=1,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服务器通知高层的应用进程,客户端向服务器的方向就释放了,这时候处于半关闭状态,即客户端已经没有数据要发送了,但是服务器若发送数据,客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间,也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。 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)。

第三次挥手:服务器将最后的数据发送完毕后,就向客户端发送连接释放报文FIN=1ack=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=1ack=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2∗MSL(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

标签:ACK,报文,握手,SYN,TCP,四次,连接,客户端
来源: https://blog.csdn.net/weixin_42572590/article/details/100534671

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