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三次握手和四次挥手

2021-04-05 21:04:29  阅读:152  来源: 互联网

标签:请求 挥手 ACK 报文 确认 TCP 连接 四次 握手


TCP 连接的建立采用客户服务器的方式,主动发起连接的叫做客户(client),而被动等待连接建立的应用程序叫做服务器

TCP连接的建立:三次握手

TCP在建立连接的过程叫做握手,握手需要再客户和服务器之间交换三个报文段,如下图所示
在这里插入图片描述

假设:A为TCP客户程序,B为TCP服务器程序。最初两端TCP进程都是处于CLOSED状态;图中方框内的代表TCP进程所处的状态,请注意A主动打开连接,而B被动打开
连接。

一开始,B的TCP服务器进程先创建传输控制块TCB,准备接收客户端的进程连接请求,然后服务器进程就处于LIDTEN(收听)状态,等待客户的连接请求。

A的TCP服务器进程也会创建传输控制块TCB,然后再打算建立TCP连接的时候:

  1. 向B发送连接请求的报文段(SYN=1的报文段),同时选择一个初始序号seq=x。TCP 规定SYN报文段(STN=1的报文段)不能携带数据,但是要消耗一个
    序号(主要是用作唯一标识)。
  2. B收到连接请求报文段后,如同意连接,则向A发送确认。在确认报文段中,应当吧SYN和ACK都置为1,确认号是ack=x+1,同时也为自己选择一个初始序
    号seq=y。这个报文段也不携带序号,但是也必须消耗一个序列号(用作自身唯一标识)。这是TCP服务器进程进入SYN-RCVD(同步收到)状态。
  3. TCP客户收到B的确认后,还要向B给出确认。确认报文ACK置为1,确认号ack=y+1,而自己的序列号是seq=x+1。ACK的报文段可以携带数据。但如果不携带
    数据则不消耗序列号。这个时候TCP连接已经建立,也进入ESTABLISHED状态

为什么A最后还需要再发送一次确认呢?
这主要是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到B,因为产生错误。

所谓“已失效的连接请求报文段”是这样产生的:考虑正常情况下,A发送连接请求,但因连接请求报文丢失而未收到确认。于是A再重传了一个连接请求。后来又收到了
确认,建立了连接。数据传输完毕了就释放了连接。A共发了两次连接请求报文段,其中第一个丢失,第二个到达,没有“已失效的连接请求报文段”

假定出现了异常情况,即A发出的第一个连接请求报文段并没有丢失,而是在某些网络节点中长时间滞留了,以致延误到连接释放以后的某个时间点才到达B。本来是
一个早已失效的报文段,但B收到此失效的连接请求报文段后,误以为是A又发出的新的连接请求,于是就向A发出确认报文段,同意建立连接。假定不采用报文握手,
那么只要B发出确认,新的连接就建立的。

由于现在A并没有发出建立连接的请求,因此不会理睬B的确认,也不会向B发送数据。但B却以为新的运输连接已经建立,并一直等待A发来数据。B的许多资源就这样
白白浪费了。

TCP的连接释放:四次挥手

TCP的连接释放过程比较复杂。数据传输结束后,通信的双方都可释放连接。现在A和B都处于ESTABLISHED状态。如下图
在这里插入图片描述

A的应用程序先向其TCP发出释放连接报文段,并停止发送数据,主动关闭TCP连接:

  1. A把连接释放报文段首部的终止控制位FIN=1,其序号seq=u。这是A进入TIME-WAIT-1(终止等待1)状态,等待B的确认。
  2. B收到连接释放报文段后立刻发送确认,确认号为ack=u+1,而这个报文段自己的序号seq=v,等于前面已传送过的数据最后一个字节加1.然后B就进入到CLOSE-WAIT
    状态(关闭状态)。TCP服务器进程这时通知高层应用进程,因而从A到B这个方向的连接就释放了,这时的TCP连接处于半关闭(half-close)状态,即A
    没有数据要发送了,但B若有数据要发送,A仍要接收。A接收到B的确认后,就进入FIN-WAIT-2(终止等待)状态。
  3. 若B没有要给A发送的数据了,其应用进程就会通知TCP连接释放。这时B发出的释放报文段必须使用FIN=1,假定B的序号为seq=w(半关闭状态可能又发送了一些数据),
    B还必须重复之前的确认号ack=u+1。这时B就处于LAST-ACK(最后确认)状态,等待A的确认。
  4. A在收到B的连接释放报文段后,必须对此发出确认。在确认报文中把ACK=1,确认号ack=w+1,而自己的序列号为seq=u+1(根据TCP标准,前面发送FIN报文段
    要消耗一个序号),然后进入到TIME-WAIT(时间等待)状态。,请注意,现在TCP连接还没有断开。必须经过时间等待计时器是指的时间2MSL后,A才进入到CLOSED
    状态。
    ps: 时间MSL叫做最长报文寿命,RFC 793建议为2min,可修改。

为什么A在TIME-WAIT状态必须要经过时间2MSL的等待后才能释放连接? 有如下两个理由

  1. 为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B。这个报文段有可能丢失,因而使处在LSAT-ACK状态的B收不到对已发送FIN+ACK报文的确认。B会超时重传这个
    FIN+ACK报文,而A就能在2MSL时间内收到这个重传的FIN+ACK报文段,紧接着A又会重传一次确认,重新启动2MSL计时器。最后A和B都达到CLOSED状态。
  2. 防止上一节提到的“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中。A在发送完最后一个ACK的报文后,再经过2MSL,就可以使本连接持续时间内锁产生的所有报文段都
    从网络中消失。这样就会使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。

上述就是TCP连接的四报文握手,也称四次挥手。

标签:请求,挥手,ACK,报文,确认,TCP,连接,四次,握手
来源: https://blog.csdn.net/qq_33592535/article/details/115448033

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