前言
主要介绍为什么TCP协议需要三次握手和四次挥手
TCP协议的介绍
传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议.
- 面向连接(可靠传输)
- 确认,流量、差错控制、定时
- 可靠按序交付
- 不支持多播和广播,开销大
- TCP连接是基于字节流的
- 传输的数据单位是TCP报文段
三次握手
TCP连接的建立:三次握手
- 使每一方确认对方的存在
- 允许双方进行参数的协商
- 进行资源的分配
标志位:
- SYN: Synchronize Sequence Numbers,同步序列编号
- ACK: Acknowledge Character,确认字符 (不同与ack)
关键字: - seq:Sequence Number,序列号 代表本条消息的序列号 (按序交付)
- ack:期待下一次收到的序列号,一般为seq+1
三次握手流程:
- A 的 TCP 向 B 发送 连接请求报文段,其首部中的同步位 SYN = 1 ,并随机选择一个序号 seq = x ,表明传送数据时的第一个数据字节序号为 x。
TCP 协议规定,SYN 置 1 的报文段不能携带数据,但是要消耗一个序号
- B 的 TCP 收到连接请求报文段后,如果同意,则发挥连接同意报文
B 在连接同意报文段中应使 SYN = 1 ,使 ACK = 1 其确认号ack = x + 1 ,自己随机选择一个序号seq = y
3. A 收到此报文后向 B 给出确认,其 ACK = 1 ,确认号 ack = y + 1,seq = x + 1 A 的TCP通知上层应用进程,连接已经建立 4. B 的 TCP 收到主机A的确认后,也通知其上层应用进程:TCP连接已经建立
TCP 为什么需要三次握手?而不是两次?
不是两次的主要原因使为了防止多次连接导致连接混乱。 比如A 主机的网络较差,连续发送了多个连接请求,B收到请求后给予想用,但是B不知道A是否收到了同意连接请求,就只能重复同意,这些过期的请求可能回导致网络的混乱 所以设计成三次握手的情况,客户端在接收到服务端SEQ+1的返回消息之后,就会知道这个连接是历史连接,所以会发送报文给服务端,告诉服务端。 所以三次握手的原因就是避免多次建立重复连接
那可不可以是四次,五次或者更多次?
可以,但是没有必要,三次已经足够适应需求了,多次的握手可能导致了资源的浪费
四次挥手
TCP连接的释放:双向释放(4次挥手)
首先解释为什么需要四次挥手?
TCP是基于全双工通信的,所以双方都可以主动释放连接。 四次挥手的意义就在于,当 A 发送完最后一条数据之后,但可能B还有未发送给A 的数据。 所以A在发送完收据后可以请求释放连接,此时B给与A响应,告诉A我知道你想断开连接,此时A还可以继续接收B发送的信息。 在B处理完工作后,也请求释放连接。A同意后,就断开连接。 这样可以保证数据正常可靠的交互。
四次挥手流程:
FIN : 标志位,请求关闭连接
TCP 的标准规定,FIN报文即使不携带数据信息,也需要消耗一个seq
- 数据传输结束后,通信双方都可以释放连接
现在假设A向B已经发送完数据,A就可以发出连接释放报文段,并停止在发送数据,主动关闭TCP连接 A 把连接释放报文首部的 FIN = 1,其序列号 seq = u,等待 B 的确认。 u 为 A 已传送数据的最后一个字节的序号加1
2. B收到后。发出确认,意思我收到了,ACK = 1,确认号 ack = u+1,而这个报文段自己的序号为seq = v 从A 到 B 这个方向的连接就释放了,TCP 连接处于半关闭状态。B 若发送数据,A仍需要接收
- 当B发送完数据后,就可以释放连接。
B 发出的连接释放报文 的== FIN = 1== ,序号为w,ack仍为u+1
- A 收到连接释放报文后,必须发出确认。ACK = 1 ,确认好 ack = w +1,序号seq = u+1。
至此,双方断开连接
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