TCP

TCP:传输控制协议。

作用:提供面向连接的可靠的数据传输、适合传输大数据,但是速度慢。

TCP请求报头:

请求报头示意图
三次握手示意图

三次握手:

第一次握手:客户端向服务器发送连接请求SYN报文段:seq=x,然后客户端进入SYN_SEND状态;
第二次握手:服务器收到SYN报文段,然后进行确认,给客户端发送SYN+ACK报文段:seq=y、ACK=x+1,然后服务器进入SYN_RECV状态;
第三次握手:客户端收到SYN+ACK报文段,然后再给服务器进行回应,以让服务器确认自己已经收到回应,再向服务器发送ACK报文段:ACK=y+1,此时,客户端和服务器都进入ESTABLISHED状态,完成了TCP三次握手。


四次挥手示意图

四次挥手(TCP连接是全双工,所以每个方向都要单独进行关闭):

第一次挥手:主机1(主动关闭方)向主机2发送FIN报文段:seq=x+2、ACK=y+1,然后进入FIM_WAIT_1状态(表示主机1没有数据要发送给主机2了);
第二次挥手:主机2收到FIN报文段后,向主机1进行回应,发送一个ACK报文段:ACK=x+3,然后主机1进入FIN_WAIT_2状态(表示主机2同意主机1的关闭请求)。
第三次挥手:主机2向主机1发送FIN报文段:seq=y+1,同时主机2进入LAST_ACK状态(表示主机2请求关闭连接);
第四次挥手:主机1收到主机2的FIN报文段后,对主机2进行回应,发送ACK报文段:ACK=y+2,然后主机1进入TIME_WAIT状态;主机2收到主机1的ACK报文段后,就关闭了连接,此时,主机1等待2MSL后依然没有收到回复,就证明主机2已经正常关闭了,然后主机1也可以关闭连接了。

状态:

LISTEN:侦听来自远方TCP端口的连接请求;
SYN-SENT:在发送连接请求后等待匹配的连接请求;
SYN-RECEIVED:在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认;
ESTABLISHED:代表一个打开的连接,数据可以进行传送了;
FIN-WAIT-1:等待远程TCP的连接中断请求,或先前的中断连接请求的确认;
FIN-WAIT-2:从远程TCP等待连接中断请求;
CLOSE-WAIT:等待从本地用户发来的连接中断请求;
CLOSEING:等待远程TCP对连接中断请求的确认;
LAST-ACK:等待原来发向远程TCP的中断连接请求的确认;
TIME-WAIT:等待足够的时间以确保远程TCP接受到中断连接请求的确认;
CLOSE:没有任何连接状态;

问题:

1、为什么TCP握手需要三次?

如果TCP的握手是两次:
<1>如果client发给server的SYN报文因为网络原因,延迟发送。由于client没有收到server对SYN的确认报文,会重发SYN报文,服务器和回复ACK,连接建立。数据发送完毕,这条连接被正常关闭。这时,延迟的SYN报文发到了server,server误以为这是client重新发送的同步报文,又回复了一个ACK,和client建立了连接。

<2>如果server给client发送的ACK报文因为网络原因,报文被丢弃,此时server认为已经建立好连接,但是client没有收到确认报文,认为没有建立好连接。client会重发SYN报文,此时server已经处于就绪状态,认为已经建立好连接。
(因为三次握手能够保证数据可靠传输又能提高传输效率;假如TCP的握手是两次:在客户端眼中的服务器:能发送数据、能接收数据;但是在服务器眼中的客户端:能发送数据、不确定能不能接收数据;所以这样建立起来的连接是不可靠的。)

如果TCP的握手是四次:
–1.client给server发送SYN同步报文;
–2.server收到SYN后,给client回复ACK确认报文;
–3.server给client发送SYN同步报文;
–4.client给server发送ACK确认报文。
第2.3步之间,server和client没有任何的数据交互,分开发送相当于多发了一次TCP报文段,SYN和ACK标识只是TCP报头的一个标识位。很明显,这两步可以合并,从而提高连接的速度和效率。

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