TCP 作为互联网核心协议之一,全名Transmission Control Protocol
首先了解一些基础概念:
一些基础概念
六个控制位
-
SYN(synchronous建立联机)
SYN置1就表示这是一个连接请求或连接接受报文, -
ACK(acknowledgement 确认)
TCP协议规定，只有ACK=1时有效，也规定建立 TCP 连接后，所有报文段都必须把 ACK 字段置为 1。 -
PSH(push传送)
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FIN(finish结束)
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RST(reset重置)
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URG(urgent紧急)
TCP报文段首部格式
序号和确认号
seq:Sequence number(序号)
ack:Acknowledge number(确认号,小写,要区分与ACK,ACK是6个控制位之一，大小只有一位， 仅当 ACK=1 时ack字段才有效)
seq和ack大小均为4字节
服务器客户端状态
LISTEN - 侦听来自远方TCP端口的连接请求；
SYN-SENT -在发送连接请求后等待匹配的连接请求；
SYN-RECEIVED - 在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认；
ESTABLISHED- 代表一个打开的连接，数据可以传送给用户；
FIN-WAIT-1 - 等待远程TCP的连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认；
FIN-WAIT-2 - 从远程TCP等待连接中断请求；
CLOSE-WAIT - 等待从本地用户发来的连接中断请求；
CLOSING -等待远程TCP对连接中断的确认；
LAST-ACK - 等待原来发向远程TCP的连接中断请求的确认；
TIME-WAIT -等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认；
CLOSED - 没有任何连接状态；
TCP三次握手
TCP三次握手
1.客户进程也是先创建传输控制块,然后向B发出连接请求报文段,这时候首部中的同步位SYN=1,同时选择一个初始序号 seq=x。TCP规定,SYN报文段(SYN=1的报文段) 不能携带数据,但要消耗一个序号.声明自己的序号是 seq=x.这时,TCP客户进程进入SYN-SENT状态.
2.Server收到连接请求报文段后,如同意建立连接,则向A发送确认.在确认报文段中,应把SYN和ACK位都置1,确认号是ack=x+1(客户端seq+1)，同时也为自己选择一个初始序号seq=y。这个报文段也不能携带数据,同样要消耗一个序号.这时TCP服务器进程进入SYN-RCVD(同步收到)状态.
3.客户进程收到B的确认后,还要向B给出确认。确认报文段的ACK置1，确认号ack=y+1，而自己的序号seq=x+1。TCP的标准规定，ACK报文段可以携带数据。但如果不携带数据则不消耗序号，这种情况下，下一个数据报文段的序号仍是seq=x+1。这时，TCP连接已经建立，A进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。
当服务端收到客户端的确认后，也进入ESTABLISHED状态。
TCP四次挥手
- 客户端发送一个 FIN 标志位置为1的报文，报文中会指定一个序列号。此时客户端处于 FIN_WAIT1 状态。 即发出连接释放报文段（FIN=1，序号seq=u），并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，进入FIN_WAIT1（终止等待1）状态，等待服务端的确认。
- 服务端收到 FIN 之后，会发送 ACK 报文，且把客户端的序列号值 u +1 作为 ACK 报文的序列号值，表明已经收到客户端的报文了，此时服务端处于 CLOSE_WAIT 状态。
即服务端收到连接释放报文段后即发出确认报文段（ACK=1，确认号ack=u+1，序号seq=v），服务端进入CLOSE_WAIT（关闭等待）状态，此时的TCP处于半关闭状态，客户端到服务端的连接释放。客户端收到服务端的确认后，进入FIN_WAIT2（终止等待2）状态，等待服务端发出的连接释放报文段。
为什么断开链接的时候客户端设置的定时器时间等待要2MSL(两个通信报文的最大时间)？
- 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。因为这个ACK有可能丢失，从而导致处在LAST-ACK状态的服务器收不到对FIN-ACK的确认报文。服务器会超时重传这个FIN-ACK，接着客户端再重传一次确认，重新启动时间等待计时器。最后客户端和服务器都能正常的关闭。假设客户端不等待2MSL，而是在发送完ACK之后直接释放关闭，一但这个ACK丢失的话，服务器就无法正常的进入关闭连接状态。
- 还可以防止已失效的报文段。客户端在发送最后一个ACK之后，再经过经过2MSL，就可以使本链接持续时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。从保证在关闭连接后不会有还在网络中滞留的报文段去骚扰服务器。
- 如果服务端也想断开连接了，和客户端的第一次挥手一样，发给 FIN 标志位置为1报文，且指定一个序列号w。此时服务端处于 LAST_ACK 的状态。
即服务端没有要向客户端发出的数据，服务端发出连接释放报文段（FIN=1，ACK=1，序号seq=w，确认号ack=u+1），服务端进入LAST_ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。 - 客户端收到 FIN 之后，一样发送一个 ACK 报文作为应答，且把服务端的序列号值 w +1 作为自己 ACK 报文的序列号值，此时客户端处于 TIME_WAIT 状态。需要过一阵子以确保服务端收到自己的 ACK 报文之后才会进入 CLOSED 状态，服务端收到 ACK 报文之后，就处于关闭连接了，处于 CLOSED 状态。
即客户端收到服务端的连接释放报文段后，对此发出确认报文段（ACK=1，seq=u+1，ack=w+1），客户端进入TIME_WAIT（时间等待）状态。此时TCP未释放掉，需要经过时间等待计时器设置的时间2MSL(两个最大段生命周期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime）后，客户端才进入CLOSED状态。
四次挥手
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