TCP：三次握手/四次握手

socket 中TCP的三次握手建立连接详解

 

我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”，即交换三个分组。大致流程如下：

• 客户端向服务器发送一个SYN J
• 服务器向客户端响应一个SYN K，并对SYN J进行确认ACK J+1
• 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1

只有就完了三次握手，但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢？请看下图：

图1、socket中发送的TCP三次握手

从图中可以看出，当客户端调用connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYN J包，这时connect进入阻塞状态；服务器监听到连接请求，即收到SYN J包，调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ，ACK J+1，这时accept进入阻塞状态；客户端收到服务器的SYN K ，ACK J+1之后，这时connect返回，并对SYN K进行确认；服务器收到ACK K+1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。

总结：客户端的connect在三次握手的第二个次返回，而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。

 

socket 中TCP的四次握手释放连接详解

 

上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程，及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程，请看下图：

 

图2、socket中发送的TCP四次握手

图示过程如下：

• 某个应用进程首先调用 close主动关闭连接，这时TCP发送一个FIN M；
• 另一端接收到FIN M之后，执行被动关闭，并对这个FIN进行确认(即向对端发送ACK M+1)。它的接收也作为文件结束符(EOF)传递给应用进程，因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据；
• 一段时间之后，接收到文件结束符(EOF)的应用进程调用 close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N；
• 接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认(即向对端发送ACK N+1)。

这样每个方向上都有一个FIN和ACK。

 

写在后面

不知道大家看完上面的简单介绍想过一个问题没有，为什么建立一个连接需要3次握手而终止一个连接需要经过4次握手呢？答案是这是由TCP的半关闭（half-close，关于半关闭详见《TCP：半关闭》）造成的。既然一个TCP连接是全双工（即数据在两个方向上能同时传递），因此每个方向上必须单独地时行关闭。这原则就是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个Fin来终止这个方向上的连接。发送Fin通常是应用层进行关闭的结果。当一端收到 一个Fin，它必须知道应用层别一端已经终止了那个方向上的数据传送，但这只意味着在这一方向上没有数据流动。一个TCP连接在收到Fin后仍然是可以发送数据的，而这对利用半关闭的应用是可能的，尽管在实际应用只有极少的应用程序这样做。