TCP的三次握手与四次挥手过程的每一步的具体状态变换

一、TCP的运输连接管理

TCP是面向连接的协议。运输连接是用来传送TCP报文的。TCP运输连接的建立和释放是每一次面向连接的通信中必不可少的过程,运输连接有三个阶段,即:连接建立,数据传送和连接释放。运输连接的管理就是使运输连接的建立和释放都能正常的进行。

在TCP连接建立过程中要解决以下三个问题:

(1)要使每一方都能够确知对方的存在。

(2)要允许双方协调一些参数(如最大窗口值,是否使用窗口扩大选项和时间戳选项以及服务质量等)。

(3)能够运输实体资源(如缓存大小、连接表中的项目等)进行分配。

TCP的建立采用客户服务器方式。主动发起连接建立的应用进程叫做客户(client),而被动等待连接建立的应用进程叫做服务器(sever)。

二、TCP的连接建立

上图所示为TCP建立连接的过程。假定主机A运行的是TCP客户程序,而B运行TCP服务器程序。最初两端的TCP都处于CLOSED状态。A主动打开连接,B被动打开连接。

B的TCP服务器进程先创建传输控制块TCP,准备接受客户进程的连接请求。然后服务器进程就处于LISTEN状态,等待客户的连接请求。如有,即作出响应。

A的TCP服务器进程也是首先创建传输控制模块TCP,然后向B发出连接请求报文段,这是首部中的同部位SYN=1,同时选择一个初始序号seq=x.TCP规定,SYN报文段(即SYN=1的报文段)不能携带数据,但要消耗掉一个序号。这时TCP客户进程进入SYN-SENT(同步已发送)状态。

B收到连接请求报文段后,如同意建立连接,则向A发送确认。在确认报文段中应把SYN位和ACK位都置为1,确认号是ack=x+1,同时也为自己选择一个初始序号seq=y。这个报文段也不能携带数据,但同样要消耗掉一个序号。这时TCP服务器进程进入SYN-RCVD(同步已发送)状态。

TCP客户进程收到B的确认后,还要向B给出确认。确认报文段的ACK置1,确认号ack=y+1,而自己的序号seq=x+1。TCP的标准规定,ACK的报文段可以携带数据。但如果不携带数据则不消耗序号,在这种情况下,下一个数据报文段的序号仍是seq=x+1。这时,TCP连接已经建立,A进入ESTABLISHED  (已建立连接)状态。

当B收到A的确认后,也进入ESTABLISHED(已建立连接)状态。

以上所示连接建立过程叫做三次握手。

为什么A还要发送一次确认?

主要是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了B,因而产生错误。

二、TCP的连接释放

TCP连接释放过程比较复杂,结合双方状态的改变来说明。

数据传输结束后,通信的双方都可释放连接。现在A和B都处于ESTABLISHED状态。A的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段,并停止再发送数据,主动关闭TCP连接。A把连接释放报文段首部的终止控制位FIN置1,期序号seq=u,它等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1。这是A进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态,等待B的确认。TCP规定,FIN报文段即使不携带数据,它也消耗掉一个序号。

B收到连接释放报文段后即发出确认。确认号是ack=u+1,而这个报文段自己的序号是v,等于B前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1.然后B就进入CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。TCP服务器进程这时应通知高层应用进程,因而从A到B这个方向的连接就释放了,这时TCP连接处于半关闭状态,即A已经没有数据要发送了,但B若发送数据,A仍要接收。也就是说,从B到A这个方向的连接并未关闭,这个状态可能会持续一段时间。

A收到来自B的确认后,就进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待B发出的连接释放报文段。

若B已经没有要向A发送的数据,其应用进程就通知TCP释放连接。这是B发出的连接释放报文段必须使FIN=1。现假定B的序号为w(在半关闭状态B可能又发送了一些数据)。B还必须重复上次已发送过的确认号ack=u+1。这是B就进入LAST-ACK(最后确认)状态,等待A的确认。

A在收到B的连接释放报文段后,必须对此发出确认。在确认报文段中把ACK置1,确认号ack=w+1,而自己的序号是seq=u+1(FIN要消耗一个序号)。然后进入TIME-WAIT(时间等待)状态。现在TCP连接还没有释放掉。必须经过时间等待计时器设置的时间2MSL后,A才进入CLOSED状态。时间MSL叫做最长报文段寿命,RFC793建议设置为2分钟。TCP允许不同的实现可根据具体情况使用更小的MSL。当A撤销相应的传输控制块TCP后,就结束了这次的TCP连接。

为什么A在TIME-WAIT状态必须等待2MSL的时间?

(1)为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B。这个ACK报文段有可能丢失,因而使处在LAST-ACK状态的B收不到对已发送的FIN+ACK报文段的确认。B会超时重传这个FIN+ACK报文段。而A就能在2MSL时间内收到这个重传的FIN+ACK报文段。接着A重传一次确认,重新启动2MSL计时器。最后A和B都正常进入到CLOSED状态。如果A在TIME-WAIT状态不等待一段时间,而是在发送完ACK报文段后立即释放连接,那么就无法收到B重传的FIN+ACK报文段,因而也不会在发送一次确认报文段。这样,B就无法按照正常步骤进入CLOSED状态。

(2)防止已失效的连接请求报文段出现在本连接中。A在发送完最后一个ACK报文段后,在经过2MSL,就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样就可以使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。

时间: 2024-07-30 13:43:38

TCP的三次握手与四次挥手过程的每一步的具体状态变换的相关文章

TCP的三次握手和四次挥手过程

TCP包头:其中ACK,SYN,FIN在这两个过程中会用到,简单介绍如下: ACK:表示是否前面的确认号字段是否有效,ACK=1,表示有效,只有当ACK=1时,前面的确认号字段才有效,TCP规定,连接建立后,ACK必须为1,带ACK标志的TCP报文段称为确认报文段. SYN:在建立连接时使用,用来同步序号.当SYN=1,ACK=0时,表示这是一个请求建立连接的报文段:当SYN=1,ACK=1时,表示对方同意建立连接.SYN=1,说明这是一个请求建立连接或同意建立连接的报文.只有在前两次握手中SY

TCP的三次握手与四次挥手过程,各个状态名称与含义

三次握手 第一次握手:主机A发送位码为syn=1,随机产生seq number=10001的数据包到服务器,主机B由SYN=1知道,A要求建立联机,此时状态为SYN_SENT: 第二次握手:主机B收到请求后要确认联机信息,向A发送ack number=(主机A的seq+1),syn=1,ack=1,随机产生seq=20001的包,此时状态由LISTEN变为SYN_RECV: 第三次握手:主机A收到后检查ack number是否正确,即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1,

TCP协议三次握手、四次挥手过程

本文通过图来梳理TCP-IP协议相关知识.TCP通信过程包括三个步骤:建立TCP连接通道,传输数据,断开TCP连接通道.如图1所示,给出了TCP通信过程的示意图. 上图主要包括三部分:建立连接.传输数据.断开连接. 建立TCP连接很简单,通过三次握手便可建立连接.建立好连接后,开始传输数据.TCP数据传输牵涉到的概念很多:超时重传.快速重传.流量控制.拥塞控制等等.断开连接的过程也很简单,通过四次握手完成断开连接的过程.三次握手建立连接: 第一次握手:客户端发送syn包(seq=x)到服务器,并

TCP协议的三次握手与四次挥手过程图解

建立TCP需要三次握手才能建立,而断开连接则需要四次握手.整个过程如下图所示: 先来看看如何建立连接的. 首先Client端发送连接请求报文,Server段接受连接后回复ACK报文,并为这次连接分配资源.Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文,并分配资源,这样TCP连接就建立了. 那如何断开连接呢?简单的过程如下: [注意]中断连接端可以是Client端,也可以是Server端. 假设Client端发起中断连接请求,也就是发送FIN报文.Server端接到FIN报文后,

TCP的三次握手与四次挥手

最近在看一些Tcp网络编程方面的内容,不免涉及客户端和服务器交互的内容,其中最经典的应该是TCP的三次握手和四次挥手了. 背景描述 通过上一篇中网络模型中的IP层的介绍,我们知道网络层,可以实现两个主机之间的通信.但是这并不具体,因为,真正进行通信的实体是在主机中的进程,是一个主机中的一个进程与另外一个主机中的一个进程在交换数据.IP协议虽然能把数据报文送到目的主机,但是并没有交付给主机的具体应用进程.而端到端的通信才应该是应用进程之间的通信. UDP,在传送数据前不需要先建立连接,远地的主机在

TCP/IP三次握手与四次挥手的正确姿势

A 理解TCP/IP三次握手与四次挥手的正确姿势https://www.cnblogs.com/lms0755/p/9053119.html B 四次挥手过程理解 https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81087809 C TCP三次握手四次挥手详解http://www.cnblogs.com/zmlctt/p/3690998.html 原文地址:https://www.cnblogs.com/kelelipeng/p/1021678

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