TCP三次握手四次挥手

Posted 2021-03-02 ngames

TCP报文段：

TCP将若干个字节构成一个分组，称为报文段。TCP报文段的首部格式图如下图所示。

 

源端口号：发送方对应的端口号。
目的端口号：接收方的端口号，接收方通过这个端口号来确定把数据送给哪个应用。
序列号：TCP对从进程中接收到的字节进行编号，为的是当数据到接收端时，接收端可以按照这个于浩把数据进行重组，保证数据的正确性。
确认号：确认号是对发送端确认信息的，由他来告诉发送端这个序号之前的数据都已经收到了。
首部长度：首部数据结构的长度。
保留：目前还没有用到该功能，留作以后作为拓展功能用。
UGR：紧急指针有效位，可不经过缓存直接传给应用。
ACK：确认标志，确认标志栏有效。
PSH：标志位为1时要求接收方尽快将数据段送达应用层，但还是需要经过缓存。
RST：重新建立TCP连接。
SYN：建立TCP连接。
FIN：断开TCP连接。
窗口值：本地可接收数据段的数目，这个值大小是可变的。窗口值越大传输速率越快，反之则越慢。
校验和：用来做差错控制，若接收端的校验结果与发送端一致，则说明数据是正确的，反之则说明数据受到了破坏，接收端将会抛弃这段数据。
紧急指针：与URG配合使用。
选项：TCP首部的可选信息，例如创建该数据的时间等。

 

TCP连接:

TCP建立连接的过程又称为TCP三次握手

 

第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（seq=k），即SYN+ACK包。
第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1）。
三次握手完成，此时客户机与服务器进入TCP连接成功状态。这时客户机就可以与服务器互传数据了。

 

TCP连接终止:

参加数据连接的任何一方都可以关闭连接，TCP断开连接也被称为TCP四次握手

 

第一次握手：主动中断方向另一方发送FIN和ACK位置1的TCP报文段。
第二次握手：被动的一方向主动断开的一方返回ACK位置1的TCP的报文段。
第三次握手：被动方向主动断开的一方发送FIN和ACK位置1的TCP报文段。
第四次握手：主动断开的一方向另一方返回ACK位置1的TCP报文段。
为什么TCP建立只需要三步反而断开却要四步？
因为假如A和B要断开连接，这时A会向B发送FIN,B收到后就会回复ACK,但有可能B还有数据未传输完成，所以ACK和FIN并没有一起回复给A，等到B的数据传输完成后，才会发送FIN给A，A收到B的FIN回复ACK这时双方就断开连接了，这也是为什么断开为什么比建立要多一步。

 

 

TCP协议端口状态说明：

一、LISTENING 

　　提供某种服务，侦听远方TCP端口的连接请求，当提供的服务没有被连接时，处于LISTENING状态，端口是开放的，等待被连接。

二、SYN_SENT (客户端状态)

　　客户端调用connect，发送一个SYN请求建立一个连接，在发送连接请求后等待匹配的连接请求，此时状态为SYN_SENT.

三、SYN_RECEIVED (服务端状态)

　　在收到和发送一个连接请求后，等待对方对连接请求的确认，当服务器收到客户端发送的同步信号时，将标志位ACK和SYN置1发送给客户端，此时服务器端处于SYN_RCVD状态，如果连接成功了就变为ESTABLISHED，正常情况下SYN_RCVD状态非常短暂。

四、ESTABLISHED

　　ESTABLISHED状态是表示两台机器正在传输数据。

五、FIN-WAIT-1

　　等待远程TCP连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认，主动关闭端应用程序调用close，TCP发出FIN请求主动关闭连接，之后进入FIN_WAIT1状态。

六、FIN-WAIT-2

　　从远程TCP等待连接中断请求，主动关闭端接到ACK后，就进入了FIN-WAIT-2 .这是在关闭连接时，客户端和服务器两次握手之后的状态，是著名的半关闭的状态了，在这个状态下，应用程序还有接受数据的能力，但是已经无法发送数据，但是也有一种可能是，客户端一直处于FIN_WAIT_2状态，而服务器则一直处于WAIT_CLOSE状态，而直到应用层来决定关闭这个状态。

 

 

附半关闭例图:

 

 

 

 

 

 

 

七、CLOSE-WAIT

 

　　等待从本地用户发来的连接中断请求 ，被动关闭端TCP接到FIN后，就发出ACK以回应FIN请求(它的接收也作为文件结束符传递给上层应用程序),并进入CLOSE_WAIT. 

 

八、CLOSING

 

　　等待远程TCP对连接中断的确认,处于此种状态比较少见。

 

九、LAST-ACK

 

　　等待原来的发向远程TCP的连接中断请求的确认,被动关闭端一段时间后，接收到文件结束符的应用程序将调用CLOSE关闭连接,TCP也发送一个 FIN,等待对方的ACK.进入LAST-ACK。

 

十、TIME-WAIT

 

　　在主动关闭端接收到FIN后，TCP就发送ACK包，并进入TIME-WAIT状态,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,很大程度上保证了双方都可以正常结束,但是也存在问题，须等待2MSL时间的过去才能进行下一次连接。

 

十一、CLOSED

 

　　被动关闭端在接受到ACK包后，就进入了closed的状态，连接结束，没有任何连接状态。

 

 

附TCP正常连接建立和终止所对应的状态图:

 

 

 

状态迁移过程：

 

　　a、客户端：

 

　　　　CLOSED->SYN_SENT->ESTABLISHED->FIN_WAIT_1->FIN_WAIT_2->TIME_WAIT->CLOSED

 

　　b、服务端

 

　　　　CLOSED->LISTEN->SYN_RECEIVED->ESTABLISHED->CLOSE_WAIT->LAST_ACK->CLOSE

 

在众多状态中，经常关注的有两个：TIME_WAIT、CLOSE_WAIT。

 

 

附状态迁移过程图: