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tcp/ip三次握手四次挥手

2020-3-16 13:44| 发布者: admin| 查看: 81| 评论: 0

摘要: TCP建立连接的三次握手:    (1)Client首先向Server发送连接请求报文段,同步自己的seq(x),Client进入SYN_SENT状态。  (2)Server收到Client的连接请求报

TCP建立连接的三次握手:

  

 

  (1)Client首先向Server发送连接请求报文段,同步自己的seq(x),Client进入SYN_SENT状态。

  (2)Server收到Client的连接请求报文段,返回给Client自己的seq(y)以及ack(x+1),Server进入SYN_REVD状态。

  (3)Client收到Server的返回确认,再次向服务器发送确认报文段ack(y+1),这个报文段已经可以携带数据了。Client进入ESTABLISHED状态。

  (4)Server再次收到Client的确认信息后,进入ESTABLISHED状态。

  TCP连接至此建立起来了。为什么要做三次握手呢?握手的过程实际上是在通知对方自己的初始化序号(Initial Sequence Number),简称ISN,也就是上图中的x和y。x和y会被当作之后传输数据的一个依据,以保证TCP报文在传输过程中不会混乱。

  我们回到TCP Header结构来看,Sequence Number和Acknowledgment Number都是占32位,所以seq和ack的取值范围是0 ~ 2^32-1。seq和ack每增加到2^32-1,则重新从0开始。值得一提的是,seq的初始值(ISN)并不是每次都从0开始的。我们设想一下,如果是从0开始,那么当TCP三次握手建立连接完成后,Client发送了30个报文,然后Client断线了。于是Client重连,再次用0作为初始的seq,这样就会出现两个报文具有相同的seq,就出现了混乱。事实上TCP的做法是每隔4微秒就对ISN做一次加1操作,当ISN到达2^32-1后再次从0开始的时候,已经过去了几个小时,之前的seq=0的报文已经不存在于这次连接中了,这样就避免了上面的问题。

  

  TCP断开连接的四次挥手:

  

  (1)Client向Server发送断开连接请求的报文段,seq=m(m为Client最后一次向Server发送报文段的最后一个字节序号加1),Client进入FIN-WAIT-1状态。

  (2)Server收到断开报文段后,向Client发送确认报文段,seq=n(n为Server最后一次向Client发送报文段的最后一个字节序号加1),ack=m+1,Server进入CLOSE-WAIT状态。此时这个TCP连接处于半开半闭状态,Server发送数据的话,Client仍然可以接收到。

  (3)Server向Client发送断开确认报文段,seq=u(u为半开半闭状态下Server最后一次向Client发送报文段的最后一个字节序号加1),ack=m+1,Server进入LAST-ACK状态。

  (4)Client收到Server的断开确认报文段后,向Server发送确认断开报文,seq=m+1,ack=u+1,Client进入TIME-WAIT状态。

  (5)Server收到Client的确认断开报文,进入CLOSED状态,断开了TCP连接。

  (6)Client在TIME-WAIT状态等待一段时间(时间为2*MSL((Maximum Segment Life)),确认Client向Server发送的最后一次断开确认到达(如果没有到达,Server会重发步骤(3)中的断开确认报文段给Client,告诉Client你的最后一次确认断开没有收到)。如果Client在TIME-WAIT过程中没有再次收到Server的报文段,就进入CLOSES状态。TCP连接至此断开。

  

  TCP连接可靠性的体现:

  (1)TCP报文段的长度可变,根据收发双方的缓存状态、网络状态而调整。

  (2)当TCP收到发自TCP连接另一端的数据,它将发送一个确认。

  (3)当TCP发出一个段后,它启动一个定时器,等待目的端确认收到这个报文段,如果不能及时收到一个确认,将重发这个报文段。

  (4)TCP将保持它首部和数据的检验和。如果通过检验和发现报文段有差错,这个报文段将被丢弃,等待超时重传。

  (5)TCP将数据按字节排序,报文段中有序号,以确保顺序的正确性。

  (6)TCP还能提供流量控制。TCP连接的每一方都有收发缓存。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

  需要注意的是,TCP报文传输采用接受后返回确认的方式来保证报文传输的可靠性,并不是意味着发送方在发送一个报文段后就进入等待确认状态,让后面的报文段等着。也不是接收方在接收到一个报文后,对每一个报文都进行回复确认。

  真实的情况是,对于发送方,在发送一个报文段后,复制一份该报文段的副本,然后继续进行下一个报文段的发送,如果没有得到发送方的回复确认,就对该报文段进行超时重发。对于接收方来说,则采用“积累确认”的方式进行回复。接收者收到多个连续的报文段后,只回复确认最后一个报文段,表示在这之前的数据都已收到。以此达到提升传输效率的目的。

 



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