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[网络协议]通俗易懂理解TCP协议三次握手和四次挥手

TCP协议三次握手和四次挥手

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形象比喻:
三次握手:将小明当作客户端,小红当作服务器端,两人写信告白,小明告诉小红:我喜欢你。小红告诉小明:我知道了,我也喜欢你。此时小红并不确定小明是否收到了告白信,直到小明回信:我也知道了,我们在一起吧。此时才真正建立连接。
四次挥手:恋爱之后,小明和小红煲电话粥。依旧将小明当作客户端,小红当作服务器端。小明跟小红说话,小明说:我说完了。小红说:好的,我知道了,我还没说完。小红继续吧啦吧啦,说完之后小红告诉小明:我说完了。小明收到后告诉小红:好的,我知道了。如果此时小红说完,等了一会,小明一直不出声,这个时候就会重新说一次:我说完了。直到收到小明最后的回复,才挂断电话。

三次握手

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标记位解释
SYN请求号标记位
ACK确认号标记位
seq序号,代表请求方将会发送的数据的第一个字节编号
ack返回的确认号,代表接收方收到收据后(也就是前面说的seq),代表希望对方下一次传输数据的第一个字节编号
状态位解释
CLOSEDclient处于关闭状态
LISTENserver处于监听状态,等待client连接
SYN-RCVD表示server接受到了SYN报文,当收到client的ACK报文后,它会进入到ESTABLISHED状态
SYN-SENT表示client已发送SYN报文,等待server的第2次握手
ESTABLISHED表示连接已经建立
  1. 客户端第一次发送一条连接请求数据,SYN = 1,ACK = 0就是代表建立连接请求,发送的具体数据第一个字节编号记为x,赋值seq。
  2. 服务端收到请求后,返回 客户端的SYN = 1,加上自己的确认号ACK=1,发送的具体数据第一个字节编号记为y,赋值seq,希望客户端下一次返回编号x + 1个字节为止的数据,记为ack = x + 1。
    客户端得出客户端发送接收能力正常,服务端发送接收能力也都正常,但是此时服务器并不能确认客户端的接收能力是否正常
  3. 客户端收到服务端返回的请求确认后,再次发送数据,原封不动返回ACK = 1,这里就不需要再发送 SYN=1了,为什么呢?因为此时并不是跟服务端进行连接请求,而是连接确认,所以只需要返回ACK = 1代表确认,同样的,发送的具体数据第一个字节编号记为seq = x + 1,希望服务端下次传输的数据第一个字节编号记为ack = y + 1

四次挥手

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FIN = 1:代表要求释放连接

  • 第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态。

  • 第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态。

  • 第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。

  • 第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手

  • 3次不行的原因就是要确保对方确实收到断开连接的请求

  • TIME_WAIT状态有什么作用,为什么主动关闭方没有直接进入CLOSED状态释放资源?

    答:防止连接关闭时四次挥手中的最后一次ACK丢失:如果主动关闭方进入CLOSED状态后,被动关闭方发送FIN包后没有得到ACK确认,超时后就会重传一个FIN包。如果客户端没有TIME_WAIT状态而直接进入CLOSED状态释放资源,下次启动新的客户端就可能使用了与之前客户端相同的地址信息,有两个危害,第一种是这个刚启动的新的客户端绑定地址成功时,就会收到了一个重传的FIN包,对新连接就会造成影响。第二种是如果该新客户端向相同的服务端发送SYN连接请求,但是此时服务端处于LAST_ACK状态,要求收到的是ACK而不是SYN,因此就会发送RST重新建立请求。

  • 为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL才能进入CLOASE状态?
    答:MSL指的是报文在网络中最大生存时间。在客户端发送对服务端的FIN确认包ACK后,这个ACK包有可能到达不了,服务器端如果接收不到ACK包就会重新发送FIN包。所以客户端发送ACK后需要留出2MSL时间(ACK到达服务器器+服务器发送FIN重传包,一来一回)等待确认服务器端缺失收到了ACK包。也就是说客户端如果等待2MSL时间也没收到服务器端重传的FIN包,则就可以确认服务器已经收到客户端发送的ACK包

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加:2021-08-04 11:34:02  更:2021-08-04 11:36:58 
 
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