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TCP三次握手和四次揮手以及11種狀態

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TCP三次握手和四次揮手以及11種狀態

1、三次握手

置位概念:根據TCP的包頭字段,存在3個重要的標識ACK、SYN、FIN
ACK:表示驗證字段
SYN:位數置1,表示建立TCP連接
FIN:位數置1,表示斷開TCP連接

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三次握手過程說明:
1、由客戶端發送建立TCP連接的請求報文,其中報文中包含seq序列號,是由發送端隨機生成的,並且將報文中的SYN字段置為1,表示需要建立TCP連接。(SYN=1,seq=x,x為隨機生成數值)
2、由服務端回復客戶端發送的TCP連接請求報文,其中包含seq序列號,是由回復端隨機生成的,並且將SYN置為1,而且會產生ACK字段,ACK字段數值是在客戶端發送過來的序列號seq的基礎上加1進行回復,以便客戶端收到信息時,知曉自己的TCP建立請求已得到驗證。(SYN=1,ACK=x+1,seq=y,y為隨機生成數值)這裏的ack加1可以理解為是確認和誰建立連接。

3、客戶端收到服務端發送的TCP建立驗證請求後,會使自己的序列號加1表示,並且再次回復ACK驗證請求,在服務端發過來的seq上加1進行回復。(SYN=1,ACK=y+1,seq=x+1)

2、四次揮手

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四次揮手過程說明:
1、客戶端發送斷開TCP連接請求的報文,其中報文中包含seq序列號,是由發送端隨機生成的,並且還將報文中的FIN字段置為1,表示需要斷開TCP連接。(FIN=1,seq=x,x由客戶端隨機生成)

2、服務端會回復客戶端發送的TCP斷開請求報文,其包含seq序列號,是由回復端隨機生成的,而且會產生ACK字段,ACK字段數值是在客戶端發過來的seq序列號基礎上加1進行回復,以便客戶端收到信息時,知曉自己的TCP斷開請求已經得到驗證。(FIN=1,ACK=x+1,seq=y,y由服務端隨機生成)

3、服務端在回復完客戶端的TCP斷開請求後,不會馬上進行TCP連接的斷開,服務端會先確保斷開前,所有傳輸到A的數據是否已經傳輸完畢,一旦確認傳輸數據完畢,就會將回復報文的FIN字段置1,並且產生隨機seq序列號。(FIN=1,ACK=x+1,seq=z,z由服務端隨機生成)
4、客戶端收到服務端的TCP斷開請求後,會回復服務端的斷開請求,包含隨機生成的seq字段和ACK字段,ACK字段會在服務端的TCP斷開請求的seq基礎上加1,從而完成服務端請求的驗證回復。(FIN=1,ACK=z+1,seq=h,h為客戶端隨機生成)
至此TCP斷開的4次揮手過程完畢

3、11種狀態

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1、一開始,建立連接之前服務器和客戶端的狀態都為CLOSED;

2、服務器創建socket後開始監聽,變為LISTEN狀態;
3、客戶端請求建立連接,向服務器發送SYN報文,客戶端的狀態變味SYN_SENT;
4、服務器收到客戶端的報文後向客戶端發送ACK和SYN報文,此時服務器的狀態變為SYN_RCVD;
5、然後,客戶端收到ACK、SYN,就向服務器發送ACK,客戶端狀態變為ESTABLISHED;
6、服務器端收到客戶端的ACK後變為ESTABLISHED。此時3次握手完成,連接建立!

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由於TCP連接是全雙工的,斷開連接會比建立連接麻煩一點點。
1、客戶端先向服務器發送FIN報文,請求斷開連接,其狀態變為FIN_WAIT1;
2、服務器收到FIN後向客戶端發送ACK,服務器的狀態圍邊CLOSE_WAIT;
3、客戶端收到ACK後就進入FIN_WAIT2狀態,此時連接已經斷開了一半了。如果服務器還有數據要發送給客戶端,就會繼續發送;
4、直到發完數據,就會發送FIN報文,此時服務器進入LAST_ACK狀態;
5、客戶端收到服務器的FIN後,馬上發送ACK給服務器,此時客戶端進入TIME_WAIT狀態;
6、再過了2MSL長的時間後進入CLOSED狀態。服務器收到客戶端的ACK就進入CLOSED狀態。
至此,還有一個狀態沒有出來:CLOSING狀態。
CLOSING狀態表示:
客戶端發送了FIN,但是沒有收到服務器的ACK,卻收到了服務器的FIN,這種情況發生在服務器發送的ACK丟包的時候,因為網絡傳輸有時會有意外。

LISTEN:等待從任何遠端TCP 和端口的連接請求。

SYN_SENT:發送完一個連接請求後等待一個匹配的連接請求。

SYN_RECEIVED:發送連接請求並且接收到匹配的連接請求以後等待連接請求確認。

ESTABLISHED:表示一個打開的連接,接收到的數據可以被投遞給用戶。連接的數據傳輸階段的正常狀態。

FIN_WAIT_1:等待遠端TCP 的連接終止請求,或者等待之前發送的連接終止請求的確認。

FIN_WAIT_2:等待遠端TCP 的連接終止請求。

CLOSE_WAIT:等待本地用戶的連接終止請求。

CLOSING:等待遠端TCP 的連接終止請求確認。

LAST_ACK:等待先前發送給遠端TCP 的連接終止請求的確認(包括它字節的連接終止請求的確認)

TIME_WAIT:等待足夠的時間過去以確保遠端TCP 接收到它的連接終止請求的確認。
TIME_WAIT 兩個存在的理由:
          1.可靠的實現tcp全雙工連接的終止;
          2.允許老的重復分節在網絡中消逝。

CLOSED:不在連接狀態(這是為方便描述假想的狀態,實際不存在)

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