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TCP的3次握手與4次揮手

TCP通訊的整個過程,如下圖:

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三次握手兩個序號和三個標誌位:

(1)序號:seq序號,佔32位,用來標識從TCP源端向目的端傳送的位元組流,發起方傳送資料時對此進行標記。
(2)確認序號:ack序號,佔32位,只有ACK標誌位為1時,確認序號欄位才有效,ack=seq+1。
(3)標誌位:共6個,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具體含義如下:
(A)URG:緊急指標(urgent pointer)有效。
(B)ACK:確認序號有效。
(C)PSH:接收方應該儘快將這個報文交給應用層。
(D)RST:重置連線。
(E)SYN:發起一個新連線。
(F)FIN:釋放一個連線。

在第一次訊息傳送中,A隨機選取一個序列號作為自己的初始序號傳送給B;第二次訊息B使用ack對A的資料包進行確認,

因為已經收到了序列號為x的資料包,準備接收序列號為x+1的包,所以ack=x+1,同時B告訴A自己的初始序列號,就是seq=y;

第三條訊息A告訴B收到了B的確認訊息並準備建立連線,A自己此條訊息的序列號是x+1,所以seq=x+1,而ack=y+1是表示A正準備接收B序列號為y+1的資料包。

 

四次揮手:

由於TCP連線時全雙工的,因此,每個方向都必須要單獨進行關閉,這一原則是當一方完成資料傳送任務後,傳送一個FIN來終止這一方向的連線,

收到一個FIN只是意味著這一方向上沒有資料流動了,即不會再收到資料了,但是在這個TCP連線上仍然能夠傳送資料,直到這一方向也傳送了FIN。

首先進行關閉的一方將執行主動關閉,而另一方則執行被動關閉,上圖描述的即是如此。

 (1)第一次揮手:Client傳送一個FIN,用來關閉Client到Server的資料傳送,Client進入FIN_WAIT_1狀態。

  (2)第二次揮手:Server收到FIN後,傳送一個ACK給Client,確認序號為收到序號+1(與SYN相同,一個FIN佔用一個序號),Server進入CLOSE_WAIT狀態。

 (3)第三次揮手:Server傳送一個FIN,用來關閉Server到Client的資料傳送,Server進入LAST_ACK狀態。

  (4)第四次揮手:Client收到FIN後,Client進入TIME_WAIT狀態,接著傳送一個ACK給Server,確認序號為收到序號+1,Server進入CLOSED狀態,完成四次揮手。

 

常見問題:

1.為什麼建立連線是三次握手,而關閉連線卻是四次揮手呢?

  這是因為服務端在LISTEN狀態下,收到建立連線請求的SYN報文後,把ACK和SYN放在一個報文裡傳送給客戶端。而關閉連線時,收到對方的FIN報文時,

僅僅表示對方不再發送資料了但是還能接收資料,己方也未必全部資料都發送給對方了,所以己方可以立即close,也可以傳送一些資料給對方後,

再發送FIN報文給對方來表示同意現在關閉連線,因此,己方ACK和FIN一般都會分開發送。

2.為什麼TIME_WAIT狀態需要經過2MSL(最大報文段生存時間)才能返回到CLOSE狀態?

不應該是為了防止B傳送的FIN=1的包的丟失,因為如果A沒有收到來自B的釋放連線請求,是不會進入TIME-WAIT狀態的。

所以正確的解釋是:A傳送的確認釋放連線資訊B沒有收到,這時候B會再次傳送一個FIN=1的釋放連線請求,而這個時候A還處於TIME-WAIT,所以可以再次傳送確認資訊