TCP的三次握手与四次挥手的理解

本文经过借鉴书籍资料、他人博客总结出的知识点,欢迎提问

    序列号seq:占4个字节,用来标记数据段的顺序,TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号,第一个字节的编号由本地随机产生;给字节编上序号后,就给每一个报文段指派一个序号;序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。
    确认号ack:占4个字节,期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号;序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号;而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号;因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号。
    确认ACK:占1位,仅当ACK=1时,确认号字段才有效。ACK=0时,确认号无效
    同步SYN:连接建立时用于同步序号。当SYN=1,ACK=0时表示:这是一个连接请求报文段。若同意连接,则在响应报文段中使得SYN=1,ACK=1。因此,SYN=1表示这是一个连接请求,或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1,握手完成后SYN标志位被置0。
    终止FIN:用来释放一个连接。FIN=1表示:此报文段的发送方的数据已经发送完毕,并要求释放运输连接
    PS:ACK、SYN和FIN这些大写的单词表示标志位,其值要么是1,要么是0;ack、seq小写的单词表示序号。

字段     含义
    URG     紧急指针是否有效。为1,表示某一位需要被优先处理
    ACK     确认号是否有效,一般置为1。
    PSH     提示接收端应用程序立即从TCP缓冲区把数据读走。
    RST     对方要求重新建立连接,复位。
    SYN     请求建立连接,并在其序列号的字段进行序列号的初始值设定。建立连接,设置为1
    FIN         希望断开连接。
三次握手过程理解

第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(syn=x)到服务器,并进入SYN_SENT状态,等待服务器确认;SYN:同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。

第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=x+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=y),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;

第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=y+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED(TCP连接成功)状态,完成三次握手。
四次挥手过程理解

1)客户端进程发出连接释放报文,并且停止发送数据。释放数据报文首部,FIN=1,其序列号为seq=u(等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1),此时,客户端进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态。 TCP规定,FIN报文段即使不携带数据,也要消耗一个序号。
2)服务器收到连接释放报文,发出确认报文,ACK=1,ack=u+1,并且带上自己的序列号seq=v,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。
3)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)。
4)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。
5)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。
6)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。
 常见面试题

【问题1】为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?

答:因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态?

答:虽然按道理,四个报文都发送完毕,我们可以直接进入CLOSE状态了,但是我们必须假象网络是不可靠的,有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复,但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK,将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭,它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器,等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN,那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间,2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL,Client都没有再次收到FIN,那么Client推断ACK已经被成功接收,则结束TCP连接。

【问题3】为什么不能用两次握手进行连接?

答:3次握手完成两个重要的功能,既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好),也要允许双方就初始序列号进行协商,这个序列号在握手过程中被发送和确认。

现在把三次握手改成仅需要两次握手,死锁是可能发生的。作为例子,考虑计算机S和C之间的通信,假定C给S发送一个连接请求分组,S收到了这个分组,并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定,S认为连接已经成功地建立了,可以开始发送数据分组。可是,C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下,将不知道S 是否已准备好,不知道S建立什么样的序列号,C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下,C认为连接还未建立成功,将忽略S发来的任何数据分 组,只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后,重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。

【问题4】如果已经建立了连接,但是客户端突然出现故障了怎么办?

TCP还设有一个保活计时器,显然,客户端如果出现故障,服务器不能一直等下去,白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器,时间通常是设置为2小时,若两小时还没有收到客户端的任何数据,服务器就会发送一个探测报文段,以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应,服务器就认为客户端出了故障,接着就关闭连接。
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时间: 2024-10-07 21:31:28

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TCP/IP三次握手与四次挥手的正确姿势

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TCP的三次握手与四次挥手(个人总结)

序列号seq:占4个字节,用来标记数据段的顺序,TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号,第一个字节的编号由本地随机产生:给字节编上序号后,就给每一个报文段指派一个序号:序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号. 确认号ack:占4个字节,期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号:序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号:而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号:因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号. 确认ACK:占1位,仅当ACK=1时,确认号字段才有效.AC

TCP的三次握手与四次挥手理解及面试题(很全面)

序列号seq:占4个字节,用来标记数据段的顺序,TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号,第一个字节的编号由本地随机产生:给字节编上序号后,就给每一个报文段指派一个序号:序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号. 确认号ack:占4个字节,期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号:序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号:而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号:因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号. 确认ACK:占1位,仅当ACK=1时,确认号字段才有效.AC

C/S架构,osi五层协议,TCP的三次握手与四次挥手

1.C/S B/S架构 C:client 客户端 B:Browser 浏览器 S:server 服务端 C/S 客户端与服务器之间的架构:QQ,微信,游戏,App的都属于C/S架构 优点:安全性高,个性化设置,功能全面,响应速度快 缺点:开发成本高,维护成本高,面向的客户固定 B/S 浏览器与服务器之间的架构:属于C/S架构,最近几年比较流行的特殊的C/S架构 优点:开发维护成本低,面向用户广泛 缺点:安全性相对低,响应速度相对慢,个性化的设置单一 2.互联网通信的原理 1.物理连接介质将两台电

TCP的三次握手与四次挥手理解及面试题

原文:https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81087809 序列号seq:占4个字节,用来标记数据段的顺序,TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号,第一个字节的编号由本地随机产生:给字节编上序号后,就给每一个报文段指派一个序号:序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号. 确认号ack:占4个字节,期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号:序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号:而确认号指的是期望接收到下一

TCP的三次握手与四次挥手理解

本文经过借鉴书籍资料.他人博客总结出的知识点,欢迎提问 序列号seq:占4个字节,用来标记数据段的顺序,TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号,第一个字节的编号由本地随机产生:给字节编上序号后,就给每一个报文段指派一个序号:序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号. 确认号ack:占4个字节,期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号:序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号:而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号:因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号. 确认

TCP/IP三次握手与四次挥手(转)

一.TCP报文格式        TCP/IP协议的详细信息参看<TCP/IP协议详解>三卷本.下面是TCP报文格式图: 图1 TCP报文格式 上图中有几个字段需要重点介绍下:        (1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记.        (2)确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1.        (3)标志位:共6个,即URG.ACK.PSH.RST.SYN.F

(转)TCP/IP三次握手与四次挥手

一.TCP报文格式 TCP/IP协议的详细信息参看<TCP/IP协议详解>三卷本.下面是TCP报文格式图: 图1 TCP报文格式 上图中有几个字段需要重点介绍下: (1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记. (2)确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1. (3)标志位:共6个,即URG.ACK.PSH.RST.SYN.FIN等,具体含义如下: (A)URG:紧急指针(urge