java面试题-tcp三次握手与四次挥手

Posted 2022-06-15 lm-book

 

 

 

序列号seq：占4个字节，用来标记数据段的顺序，TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号，第一个字节的编号由本地随机产生；给字节编上序号后，就给每一个报文段指派一个序号；序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。

    确认号ack：占4个字节，期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号；序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号；而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号；因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号。

    确认ACK：占1位，仅当ACK=1时，确认号字段才有效。ACK=0时，确认号无效

    同步SYN：连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使得SYN=1，ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0。

    终止FIN：用来释放一个连接。FIN=1表示：此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接

    PS：ACK、SYN和FIN这些大写的单词表示标志位，其值要么是1，要么是0；ack、seq小写的单词表示序号。

（1）、第一次握手：客户端将标志位SYN置1，产生随机值seq = x,并将此数据包发送给给服务器端，进入SYN_SEND状态，等待服务器端确认

（2）、第二次握手：务器应用进程被动打开。若同意客户端的请求，则发回确认报文，其首部中：SYN=1,ACK=1,ack=x+1,seq=y。

（3）、第三次握手：户端收到确认报文之后，通知上层应用进程连接已建立，并向服务器发出确认报文，其首部：ACK=1,ack=y+1。当服务器收到客户端的确认报文之后，也通知其上层应用进程连接已建立。

第一次挥手：数据传输结束以后，客户端的应用进程发出连接释放报文段，并停止发送数据，其首部：FIN=1,seq=u。

第二次挥手：服务器端收到连接释放报文段之后，发出确认报文，其首部：ack=u+1,seq=v。此时本次连接就进入了半关闭状态，客户端不再向服务器发送数据。而服务器端仍会继续发送。

第三次挥手：若服务器已经没有要向客户端发送的数据，其应用进程就通知服务器释放TCP连接。这个阶段服务器所发出的最后一个报文的首部应为：FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u+1。

第四次挥手：客户端收到连接释放报文段之后，必须发出确认：ACK=1,seq=u+1,ack=w+1。 再经过2MSL(最长报文端寿命)后，本次TCP连接真正结束，通信双方完成了他们的告别。

在这个过程中，通信双方的状态如下图，其中：ESTAB-LISHED：连接建立状态、FIN-WAIT-1：终止等待1状态、FIN-WAIT-2：终止等待2状态、CLOSE-WAIT：关闭等待状态、LAST-ACK：最后确认状态、TIME-WAIT：时间等待状态、CLOSED：关闭状态。

为什么要进行三次握手呢？（两次确认）

2、在结束连接的过程中，为什么在收到服务器端的连接释放报文段之后，客户端还要继续等待2MSL之后才真正关闭TCP连接呢？

这种情况虽然发生的可能性极小，但是是确实存在的，TCP也特意设计了相关机制，使得在这种情况下双方仅建立一条连接。双方同时请求连接的情况下，双方同时发出请求连接报文，并进入SYN-SENT状态；当收到对方的请求连接报文后，会再次发送请求连接报文，确认号为对方的SYN+1，并进入SYN-RCVD状态；当收到对方第二次发出的携带确认号的请求报文之后，会进入ESTAB-LISHED状态。 双方同时请求释放连接也是同样的，双方同时发出连接释放报文，并进入FIN-WAIT-1状态；在收到对方的报文之后，发送确认报文，并进入CLOSING状态；在收到对方的确认报文后，进入TIME-WAIT状态，等待2MSL之后关闭连接。需要注意的是，这个时候虽然不用再次发送确认报文并确认对方收到，双方仍需等待2MSL之后再关闭连接，是为了防止“已失效的连接请求报文段”的影响。 过程图如下：