TCP报文详解

TCP头部: 其中 ACK   SYN  序号  这三个部分在以下会用到,它们的介绍也在下面。

TCP报文详解_第1张图片


暂时需要的信息有:

ACK : TCP协议规定,只有ACK=1时有效,也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1

SYN(SYNchronization) : 在连接建立时用来同步序号。当SYN=1而ACK=0时,表明这是一个连接请求报文。对方若同意建立连接,则应在响应报文中使SYN=1和ACK=1. 因此,  SYN置1就表示这是一个连接请求或连接接受报文。


FIN (finis)即完,终结的意思, 用来释放一个连接。当 FIN = 1 时,表明此报文段的发送方的数据已经发送完毕,并要求释放连接。


TCP报文详解_第2张图片



三次握手的过程:

TCP报文详解_第3张图片

首先由Client发出请求连接即 SYN=1 ACK=0  (请看头字段的介绍), TCP规定SYN=1时不能携带数据,但要消耗一个序号,因此声明自己的序号是 seq=x

然后 Server 进行回复确认,即 SYN=1 ACK=1 seq=y, ack=x+1,

再然后 Client 再进行一次确认,但不用SYN 了,这时即为 ACK=1, seq=x+1, ack=y+1.

然后连接建立,为什么要进行三次握手呢(两次确认)。


TCP报文详解_第4张图片


下面是释放连接的过程:


TCP报文详解_第5张图片

当客户A 没有东西要发送时就要释放 A 这边的连接,A会发送一个报文(没有数据),其中 FIN 设置为1,  服务器B收到后会给应用程序一个信,这时A那边的连接已经关闭,即A不再发送信息(但仍可接收信息)。  A收到B的确认后进入等待状态,等待B请求释放连接, B数据发送完成后就向A请求连接释放,也是用FIN=1 表示, 并且用 ack = u+1(如图), A收到后回复一个确认信息,并进入 TIME_WAIT 状态, 等待 2MSL 时间。

为什么要等待呢?

为了这种情况: B向A发送 FIN = 1 的释放连接请求,但这个报文丢失了, A没有接到不会发送确认信息, B 超时会重传,这时A在 WAIT_TIME 还能够接收到这个请求,这时再回复一个确认就行了。(A收到 FIN = 1 的请求后 WAIT_TIME会重新记时)


另外服务器B存在一个保活状态,即如果A突然故障死机了,那B那边的连接资源什么时候能释放呢?  就是保活时间到了后,B会发送探测信息, 以决定是否释放连接。

【注意】中断连接端可以是Client端,也可以是Server端。

假设Client端发起中断连接请求,也就是发送FIN报文。Server端接到FIN报文后,意思是说"我Client端没有数据要发给你了",但是如果你还有数据没有发送完成,则不必急着关闭Socket,可以继续发送数据。所以你先发送ACK,"告诉Client端,你的请求我收到了,但是我还没准备好,请继续你等我的消息"。这个时候Client端就进入FIN_WAIT状态,继续等待Server端的FIN报文。当Server端确定数据已发送完成,则向Client端发送FIN报文,"告诉Client端,好了,我这边数据发完了,准备好关闭连接了"。Client端收到FIN报文后,"就知道可以关闭连接了,但是他还是不相信网络,怕Server端不知道要关闭,所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态,如果Server端没有收到ACK则可以重传。“,Server端收到ACK后,"就知道可以断开连接了"。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复,则证明Server端已正常关闭,那好,我Client端也可以关闭连接了。Ok,TCP连接就这样关闭了!

整个过程Client端所经历的状态如下:

TCP报文详解_第6张图片

而Server端所经历的过程如下:

TCP报文详解_第7张图片

【注意】 在TIME_WAIT状态中,如果TCP client端最后一次发送的ACK丢失了,它将重新发送。TIME_WAIT状态中所需要的时间是依赖于实现方法的。典型的值为30秒、1分钟和2分钟。等待之后连接正式关闭,并且所有的资源(包括端口号)都被释放。

【问题1】为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?
答:因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态?

答:虽然按道理,四个报文都发送完毕,我们可以直接进入CLOSE状态了,但是我们必须假象网络是不可靠的,有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。

你可能感兴趣的:(网络性能)