建立TCP需要三次握手才能建立,而断开连接则需要四次挥手。
一、TCP三次握手🤝
TCP有6种标识:SYN(建立联机)、ACK(确认)、PSH(传送)、FIN(结束)、RST(重置)、URG(紧急)
image.png
上图所示即为TCP三次握手的请求示意图。
1、第1次握手
客户端向服务端发送连接请求报文。这时,报文首部中的同步序号SYN=1,同时随机生成初始序列号seq=x。此时,TCP客户端进程进入了SYN_SENT(同步已发送状态)状态。
TCP规定,SYN报文段(SYN=1的报文段)不能携带数据,但需要消耗掉一个序号。这是三次握手中的开始,表示客户端想和服务端建立连接。
2、第2次握手
服务端收到请求报文后,如果同意建立连接,则发出确认报文。确认报文中SYN=1、ACK=1,确认序号ack=x+1,同时也为服务端随机初始化一个序列号seq=y。此时,服务端进程进入了SYN_RCVD(同步收到)状态。
这个报文也不携带数据,并且也要消耗掉一个序号。这个报文带有SYN(建立连接)和ACK(确认)标识。表示服务端询问客户端是否准备好连接。
3、第3次握手
客户端收到服务器发送的确认后,还要给服务端发送确认报文。确认报文中ACK=1、ack=y+1。此时,TCP连接建立,客户端进入ESTABLISHED(已建立连接)状态。
至此,客服端与服务端连接建立成功,可以互相通信了。
二、TCP数据的传输过程
在建立连接后,两台主机就可以相互传输数据了。如图所示:
image.png
1、主机A初始seq为1200,滑动窗体为100,向主机B传递数据。
2、假设主机B在完全成功接收数据的基础上,主机B为了确认这数据是否接收完全,向主机A发送ACK包,并将Ack号设置为1301。
确认Ack号公式:Ack号 = Seq号 + 传递的字节数 + 1
3、主机A获得B传来的Ack(1301)后,开始发送Seq为1301,滑动窗体为100的数据。
如此循环。。。直到数据全部发送完成。但这只是数据完全发送正确的情况,假如某个数据包因为某种原因丢失了,那又该如何呢?如下图所示
image.png
上图所示中,通过Seq=1301数据包向主机B传递100字节的数据,但中间发生了错误,导致主机B未收到。经过一段时间后,主机A仍未收到对于Seq 1301 的ACK确认,因此尝试数据重传。
为了完成数据重传,TCP套接字每次发送数据包时都会启动定时器,如果在一定时间内没有收到目标机器传回的ACK确认包,那么当定时器超时时,数据包就会被重传。
三、TCP四次挥手👋
image.png1、第1次挥手
客户端发送一个FIN(结束),用来关闭客户端与服务端之间的连接。
客户端进程发出连接释放报文,并且停止发送数据。释放数据报文首部中FIN=1,其序列号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。
2、第2次挥手
服务端收到这个FIN,服务端发回一个ACK(确认)报文,ACK=1、ack=u+1,并且带上自己的序列号seq=v。此时,服务端进入CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。
服务端通知高层的应用进程,客户端向服务端的方向就释放了,这时候处于半关闭状态,即客户端已经没有数据发送了,但是服务器若发送数据,客户端依然要接收。这个状态还要持续一段时间,这段时间就是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。
3、第3次挥手
服务端发送一个FIN(结束)到客户端,服务端关闭客户端的连接。
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=1、ack=w+1。由于在半关闭状态,服务器很可能又发送数据,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。
4、第4次挥手
客户端发送ACK(确认)报文确认,并将确认的序号+1,关闭连接完成。
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,自己的序列号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(最后报文段寿命)的时间后,没有收到服务器端的ACK,认为服务器端已经正常关闭连接,于是自己也关闭连接,进入CLOSED状态。
服务端在收到ACK确认报文后,就立即进入CLOSED状态。
作者:Bo_Bo
链接:https://juejin.im/post/5d5646236fb9a06acf2b56a8
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