tcp连接建立和断开

Posted 2022-10-08 ysuwangqiang

       TCP协议作为传输层主要协议之一，具有面向连接，端到端，可靠的全双工通信，面向字节流的数据传输协议。

 

1、TCP报文段

虽然TCP面试字节流，但TCP传输的数据单元却是报文段。TCP报文段分为TCP首部和数据部分，TCP报文段首部的前20个字节是固定的，后面有4n字节是更具需要而增加的选项，最大为40字节

 

• 源端口和目的端口 各占两个字节，TCP的分用功能也是通过端口实现的。
• 序号 占4个字节，范围是[0,2³²],TCP是面向字节流的，每个字节都是按顺序编号。例如一个报文段，序号字段是201，携带数据长度是100，那么第一个数据的序号就是201，最后一个就是300。当达到最大范围，又从0开始。
• 确认号 占4个字节，是期望收到对方下一个报文段的第一个字节的序号。若确认号=N,则表示序号N前所有的数据已经正确收到了。
• 数据偏移 占4位，表示报文段的数据部分的起始位置，距离报文段的起始位置的距离。间接的指出首部的长度。
• 保留 占6位，保留使用，目前为0.
• URG（紧急） 当URG=1,表明紧急指针字段有效，该报文段有紧急数据，应尽快发送。
• ACK(确认) 仅当ACK=1时，确认号才有效，连接建立后，所有的报文段ACK都为1。
• PSH(推送) 接收方接收到PSH=1的报文段，会尽快交付接收应用经常，不再等待整个缓存填满再交付。实际较少使用。
• RST(复位) RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错，必须是否连接，再重连。
• SYN(同步) 在建立连接时用来同步序号。当SYN=1,ACK=0，则表明是一个连接请求报文段。SYN=1,ACK=1则表示对方同意连接。TCP建立连接用到。
• FIN(终止) 用来释放一个连接窗口。当FIN=1时，表明此报文段的发送方不再发送数据，请求释放单向连接。TCP断开连接用到。
• 窗口 占2个字节，表示自己的发送方自己的接收窗口，窗口值用来告诉对方允许发送的数据量。
• 校验和 占2字节，检验和字段查验范围包括首部和数据部分。
• 紧急指正 占2字节，URG=1时，紧急指针指出本报文段中的紧急数据的字节数（紧急字节数结束后为普通字节）。
• 选项 长度可变，最长可达40字节。例如最大报文段长度MSS。MSS指的是数据部分的长度而不是整个TCP报文段长度，MSS默认为536字节长。窗口扩大，时间戳选项等。

 

2、TCP建立连接-三次握手

 

第一次：客户端发送连接请求报文给服务端，其中SYN=1,seq=x。发送完毕后进入YSN_END状态。

第二次：服务端接收到报文后，发回确认报文，其中ACK=1,ack=x+1，因为需要客户端确认，所以报文中也有SYN=1,seq=y的信息。发送完后进入SYN_RCVD状态。

第三次:客户端接收到报文后,发送确认报文，其中ACK=1,ack=y+1。发送完客户端进入ESTABLISHED状态，服务端接收到报文后，进入ESTABLISHED状态。到此，连接建立完成。

 

3、TCP断开连接-四次挥手

第一次挥手：客户端发送FIN=1，seq=x的包给服务端，表示自己没有数据要进行传输，单面连接传输要关闭。发送完后，客户端进入FIN_WAIT_1状态。

第二次挥手：服务端收到请求包后，发回ACK=1,ack=x+1的确认包，表示确认断开连接。服务端进入CLOSE_WAIT状态。客户端收到该包后，进入FIN_WAIT_2状态。此时客户端到服务端的数据连接已断开。

第三次挥手：服务端发送FIN=1,seq=y的包给客户端，表示自己没有数据要给客户端了。发送完后进入LAST_ACK状态，等待客户端的确认包。

第四次挥手：客户端收到请求包后，发送ACK=1,ack=y+1的确认包给服务端，并进入TIME_WAIT状态，有可能要重传确认包。服务端收到确认包后，进入CLOSED状态，服务端到客户端的连接已断开。客户端等到一段时间后也会进入CLOSED状态。