网络之TCP的三次握手

TCP简介

  • 面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议
  • 将应用层数据流分割成报文段,并发送给目标节点的TCP层
  • 数据包都是有序号的,对方收到则发送ACK确认,未收到则重传

TCP头部报文

TCP头部结构

TCP Flags

在头部结构中需要着重了解6个重点的TCP Flags,因为在后面学习三次握手的过程的时候,会碰到他们。他们代表的含义分别如下:

  • URG:紧急指针是否有效
  • ACK:表示确认好是否有效,携带ack标志的报文段也称确认报文段
  • PSH:提示接收端应用程序应该立即从tcp接受缓冲区中读走数据,为后续接收的数据让出空间
  • RST:表示要求对方重建连接。带RST标志的tcp报文段也叫复位报文段
  • SYN:表示建立一个连接,携带SYN的tcp报文段为同步报文段
  • FIN标志:表示告知对方本端要关闭连接了。firstOrderNoPos firstOrderNoPos

16位窗口

是TCP流量控制的一个手段,这里说的窗口是指接收通告窗口,它告诉对方本端的tcp接收缓冲区还能容纳多少字节的数据,这样对方就可以控制发送数据的速度。

TCP三次握手示意

说说TCP的三次握手

tcp三次握手示意图

上图简要的示意了一下关于TCP三次握手的主要流程,首先是服务器被动打开,处于监听状态(LISTEN),此时有一个客户端要和服务器端建立连接,此时就需要所谓的握手机制了。“握手”是为了建立连接。

在三次握手过程中,客户端的状态从SYNSENT到ESTABLISHED,服务端对应的经历LISTEN到SYNRCVD到ESTABLISHED。

第一次握手
发送方为客户端,携带的信息SYN=1,seq=x(某正整数)
第二次握手
发送方为服务端,服务端接收到客户端发送的连接请求后,此时他要对客户端进行确认回复,因此SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1
第三次握手
客户端收到服务发送的确认信息后,仍然要答复服务端,所以ACK=1,seq=x+1,ack=y+1

为什么需要三次握手才能建立连接

回答这个问题需要先了解两个知识点:sequence number(seq)和acknowledge number(ack)的含义

  • sequence number:表示的是我方(发送方)这边,这个packet的数据部分的第一位应该在整个data stream中所在的位置。(注意这里使用的是“应该”。因为对于没有数据的传输,如ACK,虽然它有一个seq,但是这次传输在整个data stream中是不占位置的。所以下一个实际有数据的传输,会依旧从上一次发送ACK的数据包的seq开始)

  • acknowledge number:表示的是期望的对方(接收方)的下一次sequence number是多少。

知道这两个值的概念,在联系一下三次握手的过程,不难得出,三次握手的目的是为了初始化sequence-number的初始值,以免在数据传输的过程中导致数据错乱。例如tcp中的失效连接的现象。(失效连接:若客户端向服务端发送的连接请求丢失,客户端等待应答超时后就会再次发送连接请求,此时,上一个连接请求就是『失效的』。)

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