TCP三次握手建立连接和四次挥手断开连接

传输控制协议面向连接的可靠传输协议 除了完成传输层的基本工作外,还需要保障传输的可靠性:

面向链接: 通过三次握手建立端到端的虚链路

** 可靠传输:** 4种可靠机制（确认、重传、排序、控流（滑动窗口））

TCP三次握手、四次断开

TCP三次握手是为了初始化连接,由于TCP是全双工模式,所以需要四次握手关闭连接.

TCP在网络传输的过程中位于什么位置如下图

下图是TCP头部的规范定义,他定义了TCP协议如何读取和解析数据

TCP三次握手建立连接:

示意图

TCP三次握手就是指一个TCP连接时需要客户端和服务器总共发送三个报文,三次握手的目的就是连接服务器指定的端口,建立TCP连接,并同步连接双方的序列号和确认号,交换TCP窗口大小信息
TCP的序号和确认号:
32位序号seq(Sequence number):TCP通讯过程中某一个传输方向上的字节流的每个字母的序号,通过这个来确认发送数据的有序

32位确认号ack(Acknowledge number):TCP对上一次seq序号做出的确认号用来响应TCP报文段,给收到的TCP报文段的序号+1

TCP标志位:
每一个TCP段都有一个目的,就是借助TCP标志位选项来确定的,允许发送方或接收方指定哪些标志应该被使用,以便端被另一端正确处理.

以下为最为常用的标志:

SYN: 简写为s,同步标志位,用于建立会话连接,同步序列号

ACK: 简写为 . ,确认标志位,对已接收的数据包进行确认

FIN: 简写为F,完成标志位,表示我已经没有数据需要发送了,即将关闭连接

PSH: 简写为P,推送标志位表示该数据包被对方接收后应立即交给上层应用,而不在缓冲区排队

RST: 简写为R,重置标志位,用于连接复位,拒绝错误和非法的数据包

URG: 简写为U,紧急标志位表示数据包的紧急指针域有效,用来保证连接不被阻断,并督促中间设备尽快处理

第一次握手:

客户端将TCP报文标志位SNY重置为1,随机产生一个序号值为seq=j,保存在首部的序列号(Sequence Number)字段里,指明客户端打算连接服务器的端口并将该数据包发送给服务器端,发送完毕后客户端将进入SYN_SENT状态,等待服务器端确认

第二次握手:

服务器端收到来自客户端的数据包后由标志位SYN=1得知客户端请求建立连接,服务器端将标志位SYN和ACk都重置为1,ack=j+1,随机产生一个序列号值seq=k,并将该数据包发送给客户端以确认连接请求服务器端进入SYN_RCVD状态

第三次握手: 客户端收到确认过后,检查ack是否为j+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK重置为1,ack=k+1,并将该数据包发送给服务器端,服务器端检查ack是否为K+1,ACK是否需为1,如果正确则连接建立成功,客户端和服务器端进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后客户端与服务器端之间可以开始传输数据了

注: 这里的ack和ACK不是一个概念,ack表示头部的确认号,ACK表示TCP首部的标志位

TCP四次挥手断开连接

是指断开一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送四个包以确认连接的断开,在socket编程中,这一过程由客户端或服务端任一一方执行close来触发,由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须要单独进行关闭,这一原则是当一方来完成数据发送任务后,发送一个FIN开来终止这一方向上的连接,收到一个FIN只是以为着这一方向上没有数据流动了,即不会再收到数据了,但是在这个TCP连接上任然能够发送数据,直到这一方也发送了FIN,首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方则执行被动关闭

图解:

注:断开连接的请求可以是客户端发起也可以是服务器端发起

设是客户端发起:

第一次挥手: 客户端发起断开连接请求,向服务器端发送标志位为FIN报文段,设置序列号seq,此时客户端进入FIN_WAIT_1状态,这表示客户端没有数据要发送到服务器端了

第二次挥手: 服务器端收到了来自客户端发送来的FIN报文,向客户端返回一个标志位为ACK的报文段,ack设为seq+1,客户端进入FIN_WAIT_2状态,服务器端告诉客户端我确认并同意你的关闭请求

第三次挥手: 服务器端向客户端发送标志位为FIN的报文段,用以请求关闭连接,同时客户端进入LAST_ACK状态

第四次挥手: 客户端收到来自服务端发送的FIN报文段,向服务端发送标志位是ACK的报文段,然后客户端进入TIME_MAIT状态;服务器端收到客户端的ACK报文段过后,就关闭连接,此时的客户端等待2MSL的时间后依然没有得到来自服务器端的回复,则表示服务器端已经正常关闭,之后客户端也可以关闭连接了.
参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/108504297