三次握手&&四次挥手

ACK:TCP协议规定,只有ACK=1的时候是有效的,也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1。

SYN(SYNchronization):在连接建立的时候用来同步序号。当SYN=1而ACK=0的时候,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置为1就表示这是一个连接请求或者连接接受报文。

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

三次握手的过程:

三次握手&&四次挥手_第1张图片

1、第一次握手:建立连接。客户端发送连接请求报文段,将SYN置为1,Sequence Number为x;然后,客户端进入SYN_SEND状态,等待服务端的确认。

2、第二次握手:服务端收到SYN报文段。服务端收到客户端的SYN报文段,需要对这个SYN报文段进行确认,设置Acknowledgment Number为x+1(Sequence Number + 1);同时,自己还要发送SYN请求信息,将SYN置为1,Sequence Number置为y;服务器端将上述所有信息放到一个报文段(即SYN+ACK报文段)中,一并发送给客户端,此时服务器进入SYN_RECV的状态;

3、第三次握手:客户端收到服务端的SYN+ACK报文段。然后将Acknowledgment Number设置为y+1,向服务端发送ACK报文段,这个报文段发送完毕之后,客户端和服务端都进入ESTABLISHED状态,完成TCP三次握手。

完成了三次握手,客户端和服务端就可以开始传输数据了。

问题:为什么要进行三次握手?

在谢希仁著《计算机网络》书中同时举了一个例子,如下:

三次握手&&四次挥手_第2张图片


三次握手&&四次挥手_第3张图片

这就很明白了,三次握手主要是为了防止服务端一直等待而浪费资源

四次挥手的过程:

当客户端和服务端通过三次握手建立了TCP连接之后,当数据传送完毕,肯定要断开TCP的连接。对断开TCP的连接,主要分为以下四个过程:

1、第一次分手:主机1(可以是客户端,也可以是服务端),设置Sequence Number 和 Acknowledgment Number,向主机2发送一个FIN报文段;此时,主机1进入FIN_WAIT_1状态;这表示主机1没有数据要发送给主机2了;

2、第二次分手:主机2收到了主机1发送的FIN报文段,向主机1返回一个ACK报文段,Acknowledgment Number 为 Sequence Number 加1;主机1进入FIN_WAIT_2状态;主机2告诉主机1,我“同意”你的关闭请求;

3、第三次分手:主机2向主机1发送FIN报文段,请求关闭连接,同时主机2进入LAST_ACK状态;

4、第四次分手:主机1收到主机2发送的FIN报文段,向主机2发送ACK报文段,然后主机1进入TIME_WAIT状态;主机2收到主机1的ACK报文段之后,就关闭连接;此时,主机1等待主机2MSL后依然没有收到回复,则证明Server端已经正常关闭,那好,主机1也就可以关闭连接了。

至此,TCP的四次分手就完成了。

问题:为什么要进行四次挥手?

那四次分手又是为何呢?TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。TCP是全双工模式,这就意味着,当主机1发出FIN报文段时,只是表示主机1已经没有数据要发送了,主机1告诉主机2,它的数据已经全部发送完毕了;但是,这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据;当主机2返回ACK报文段时,表示它已经知道主机1没有数据发送了,但是主机2还是可以发送数据到主机1的;当主机2也发送了FIN报文段时,这个时候就表示主机2也没有数据要发送了,就会告诉主机1,我也没有数据要发送了,之后彼此就会愉快的中断这次TCP连接。如果要正确的理解四次分手的原理,就需要了解四次分手过程中的状态变化。

FIN_WAIT_1: 这个状态要好好解释一下,其实FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。而这两种状态的区别是:FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时,它想主动关闭连接,向对方发送了FIN报文,此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后,则进入到FIN_WAIT_2状态,当然在实际的正常情况下,无论对方何种情况下,都应该马上回应ACK报文,所以FIN_WAIT_1状态一般是比较难见到的,而FIN_WAIT_2状态还有时常常可以用netstat看到。(主动方)

FIN_WAIT_2:上面已经详细解释了这种状态,实际上FIN_WAIT_2状态下的SOCKET,表示半连接,也即有一方要求close连接,但另外还告诉对方,我暂时还有点数据需要传送给你(ACK信息),稍后再关闭连接。(主动方)

CLOSE_WAIT:这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢?当对方close一个SOCKET后发送FIN报文给自己,你系统毫无疑问地会回应一个ACK报文给对方,此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢,实际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方,如果没有的话,那么你也就可以 close这个SOCKET,发送FIN报文给对方,也即关闭连接。所以你在CLOSE_WAIT状态下,需要完成的事情是等待你去关闭连接。(被动方)

LAST_ACK: 这个状态还是比较容易好理解的,它是被动关闭一方在发送FIN报文后,最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后,也即可以进入到CLOSED可用状态了。(被动方)

TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文,并发送出了ACK报文,就等2MSL后即可回到CLOSED可用状态了。如果FINWAIT1状态下,收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时,可以直接进入到TIME_WAIT状态,而无须经过FIN_WAIT_2状态。(主动方)

CLOSED: 表示连接中断。

关联文章:

TCP三次握手详解及释放连接过程(http://blog.csdn.net/oney139/article/details/8103223)

首先简单介绍一下TCP三次握手(http://www.cnblogs.com/yuilin/archive/2012/11/05/2755298.html#!comments)

TCP 为什么是三次握手,为什么不是两次或四次?(https://www.zhihu.com/question/24853633)

面试时,你被问到过 TCP/IP 协议吗?(https://juejin.im/post/58e36d35b123db15eb748856)

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