TCP内部工作原理

TCP内部工作原理

TCP的工作流程分为三个步骤：

• 三次握手进行连接
• 进行数据传输
• 四次挥手断开连接

1. TCP内部工作原理1：与对方套接字的连接

TCP的连接需要进行三次握手

1. 首先由客户端发送syn同步报文
2. 在服务器收到之后给出ack应答并发送syn同步报文，此时服务器可知自身的接收没有问题
3. 客户端收到服务器的ack应答后可知自身的发送和接收都没有问题，然后向服务器的syn同步报文给出ack应答
4. 服务器在收到客服端的ack应答后可知自身的发送没有问题

经过三次无误握手之后，双方可进入就绪状态。

2. TCP内部工作原理2：与对方套接字进行数据交换

TCP传输是全双工(full duplex)的，所以只需要讨论一个方向的传输机制即可:

TCP发送数据端采用

1. 发送序列号+数据长度
2. 等待应答
   2.1 收到应答，继续发送
   2.2 超时，重新发送

TCP接收数据端采用

1. 接收到数据序列号+数据长度
2. 发送应答 = 数据序列号 + 数据长度，即告知对方现在接收到哪里了，可以往后继续发送

3. TCP内部工作原理3：与对方套接字断开连接

TCP断开连接采用四次挥手的机制

• 第一次挥手：
  客户端打算断开连接，向服务器发送FIN报文(FIN标记位被设置为1，1表示为FIN，0表示不是)，FIN报文中会指定一个序列号，之后客户端进入FIN_WAIT_1状态。
  也就是客户端发出连接释放报文段(FIN报文)，指定序列号seq = u，主动关闭TCP连接，等待服务器的确认。

• 第二次挥手： 服务器收到连接释放报文段(FIN报文)后，就向客户端发送ACK应答报文，以客户端的FIN报文的序列号 seq+1 作为ACK应答报文段的确认序列号ack = seq+1 = u + 1。
  接着服务器进入CLOSE_WAIT(等待关闭)状态，此时的TCP处于半关闭状态(下面会说什么是半关闭状态)，客户端到服务器的连接释放。客户端收到来自服务器的ACK应答报文段后，进入FIN_WAIT_2状态。

• 第三次挥手： 服务器也打算断开连接，向客户端发送连接释放(FIN)报文段，之后服务器进入LAST_ACK(最后确认)状态，等待客户端的确认。服务器的连接释放(FIN)报文段的FIN=1，ACK=1，序列号seq=m，确认序列号ack=u+1。

• 第四次挥手： 客户端收到来自服务器的连接释放(FIN)报文段后，会向服务器发送一个ACK应答报文段，以连接释放(FIN)报文段的确认序号 ack 作为ACK应答报文段的序列号 seq，以连接释放(FIN)报文段的序列号 seq+1作为确认序号ack。之后客户端进入TIME_WAIT(时间等待)状态，服务器收到ACK应答报文段后，服务器就进入CLOSE(关闭)状态，到此服务器的连接已经完成关闭。

客户端处于TIME_WAIT状态时，此时的TCP还未释放掉，需要等待2MSL后，客户端才进入CLOSE状态。

参考链接: TCP四次挥手