传输层

TCP

TCP连接管理

TCP 是面向连接的协议。每一个 TCP 连接有三个阶段：连接建立、数据传送、连接释放。

每一条 TCP 连接有两个端点。TCP 连接到端口叫做套接字（socket）或插口。端口拼接到 IP 地址即构成了套接字。

每一条 TCP 连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定

主动发起连接建立的应用进程叫做客户机，而被动等待连接建立的应用进程叫做服务器

TCP连接的建立

连接经历三个步骤，通常称为“三次握手”

 

 

第一步：

客户机的 TCP 首先向服务器的 TCP 发送一个连接请求报文段。这个特殊的报文段不含应用层数据，其中首部中的 SYN 标志位被置为 1。

另外，客户机会随机选择一个起始序号 seq=x （连接请求报文不携带数据，但要消耗一个序号）

 
第二步：

服务器的 TCP 收到连接请求报文段后，如同意建立连接，就向客户机发回确认，并为该 TCP 连接分配 TCP 缓存和变量。

在确认报文中，SYN 和 ACK 位都被置为1，确认号字段的值为 x+1，并且服务器随机随机产生起始序号 seq=y（确认报文不携带数据，但要消耗一个序号）。确认报文段同样不包含应用层数据。

 
第三步：

当客户机收到确认报文段后，还要向服务器给出确认，并且也要给该连接分配缓存和变量。

这个报文段的 ACK 标志位被置为1，序号字段为 x+1，确认号字段 ack=y+1。该报文段可以携带数据，如果不携带数据则不消耗序号。

以上三步以后，TCP 连接就建立了，接下来就可以传送应用层数据。TCP 提供的是双全工通信，因此通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据。

另外，因为服务端的资源是在完成第二次握手时分配的，而客户端的资源是在完成第三次握手时分配的，这就使得服务器易于受到 SYN 洪泛攻击。

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TCP连接的释放

TCP连接的释放通常称为“四次挥手”，参与 TCP 连接的两个进程中的任何一个都能终止该连接。

 

 

第一步：

客户机打算关闭连接，就像其 TCP 发送一个连接释放的报文段，并停止发送数据，主动关闭 TCP连接，该报文段的 FIN 标志位被置为1，seq=u，它等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号+1（FIN 报文段即使不携带数据也要消耗掉一个序号）

TCP 是双全工的，即可以想象成是一条 TCP 连接上有两条数据通路。当发送 FIN 报文时，发送 FIN 的一端就不能再发送数据，也就关闭了其中一条数据通路，但对方还可以发送数据。

 
第二步：

服务器收到连接释放报文段后即发出确认，确认号是 ack=u+1，而这个报文段自己的序号是 v ，等于它前面已传送的数据的最后一个字节的序号加1。

此时，从客户机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。但服务器若发送数据，客户机仍要接收，即从服务器到客户机这个方向的连接并未关闭。

 
第三步：

若服务器已经没有向客户机发送的数据，就通知 TCP 释放连接，此时其发出 FIN=1 的连接释放报文段。

 
第四步：

客户机收到连接释放报文段后，必须发出确认。在确认报文段中，ACK 字段被置为1，确认号 ack=w+1，序号 seq=u+1。

此时 TCP 连接还没有释放掉，必须经过时间等待计时器设置的时间 2MSL 后，A 才进入到连接关闭状态。