TCP协议

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TCP是一种面向连接、可靠的传输协议，通过三次握手建立连接，确保双方可以通信。在数据传输中，TCP使用确认机制、序号和ACK来确保数据的正确性。当通信结束时，通过四次挥手来释放连接，这个过程包括FIN和ACK标志的交互，以确保双方都已准备好关闭连接。

TCP协议

传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议

TCP收发数据流程

在这里插入图片描述

如何收发数据

分段发送:

可靠传输

在TCP协议中，任何时候、任何一方都可以主动发送数据给另一方

为了解决数据报丢失、数据报错乱等问题，TCP协议要求：接收方收到数据报后，必须对数据报进行确认！
在这里插入图片描述

seq：表示这次数据报的序号
ACK：表示这次数据报是一个确认数据报，1表示确认序号有效，确认接受到消息
ack：表示期望下一次接收的数据报序号,之前的X段数据接收完成

发送方如果长时间没有收到确认数据报（ACK=1），则会判定丢失或者是错误，然后重发

连接的建立（三次握手）

TCP协议要实现数据的收发，必须要先建立连接

连接的本质其实就是双方各自开辟的一块儿内存空间，空间中主要是数据缓冲区和一些变量

在这里插入图片描述

连接建立的过程需要经过三次数据报传输，因此称之为三次握手,通俗的例子如下：

老王 给 老张 打电话
开始
老王：喂，说话能听见吗？
老张：能听见，我说话你能听见吗？
老王：能听见
结束

经过这么操作之后，就能确定是连通了，就可以做相关的事了，具体过程如下：

状态含义如下：

CLOSED：关闭连接
SYN-SENT：请求连接状态
SYN-RCVD：等待确认状态
ESTAB-LISHED：连接成功

标志位含义如下：

SYN：发起一个新连接， 1 是

在这里插入图片描述

具体过程如下：

客户端给服务端发送一个TCP报文，SYN=1，表示要跟服务端建立连接，此时由于客户端不知到是否连接成功，状态从 CLOSED-> SYN-SENT
服务端收到了客户端的请求连接消息，确认数据有效，将ACK=1，SYN=1，发送给客户端，我接受到你的请求了。此时服务端不知道客户端是否能正确接受到自己发送信息，状态从CLOSED->SYN-RCVD，等待客户端给自己一个回应
客服端收到服务端的确认消息后，知道自己与服务端已经联系上了，再给服务端发送个确认消息，此时状态从 SYN-SENT -> ESTAB-LISHED
服务端收到客户端的确认消息后，也知道和客户端之间联系上了，此时状态从 SYN-RCVD -> ESTAB-LISHED

连接的销毁（四次挥手）

通俗的将就是挂电话

开始
老王：老张，我讲完了，挂了哈？
老张：稍等，我还没讲完
老张继续叭叭。。。此处省略一千个字
老张：好了，老王，我也讲完了
老王：ok
结束

状态含义如下：

CLOSE-WAIT：等待关闭
LAST-ACK：最后确认关闭状态

标志位含义如下：

FIN：关闭一个连接， 1 是

在这里插入图片描述

具体过程如下：

客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据，跟服务端说，我要关掉连接了。释放数据报文首部，FIN=1。此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。
服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1。此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2*MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

MSL（Maximum Segment Lifetime），报文最长存活时间

为什么需要等待2MSL？

保证客户端发送的最后一个ACK报文能够到达服务器，因为这个ACK报文可能丢失，站在服务器的角度看来，我已经发送了FIN+ACK报文请求断开了，客户端还没有给我回应，应该是我发送的请求断开报文它没有收到，于是服务器又会重新发送一次，而客户端就能在这个2MSL时间段内收到这个重传的报文，接着给出回应报文，并且会重启2MSL计时器。

参考文章