TCP协议
Transmission Control Protocol
传输控制协议,属于传输层通信协议,基于TCP的应用层协议有Http,smtp,ftp等
TCP的特性
面向连接: 传输数据之前会先建立连接,数据传输完毕之后释放连接
全双工通信:连接建立以后,通信双方能互相发送数据
安全可靠:通过TCP传送的数据不丢失,无差错,按序到达
TCP 使用校验和,确认和重传机制来保证可靠传输
数据以字节流的方式传输
传输效率较低,因为需要建立连接和发送确认包等
注意:TCP 并不能保证数据一定会被对方接收到,因为这是不可能的。TCP 能够做到的是,如果有可能,就把数据递送到接收方,否则就(通过放弃重传并且中断连接这一手段)通知用户。因此准确说 TCP 也不是 100% 可靠的协议,它所能提供的是数据的可靠递送或故障的可靠通知。
TCP建立连接的过程(三次握手)
三次握手指的是建立一个TCP连接需要客户端和服务器一共发送3个包。三次握手的目的是连接服务器指定端口,建立 TCP 连接,并同步连接双方的序列号和确认号,交换 TCP 窗口大小信息。在 socket 编程中,客户端执行 connect() 时。将触发三次握手。
通过抓包可以看到具体,红框表示三次握手,黄框表示四次挥手。可以看到发送的标记为和序列号和确认号。
首先,客户端和服务端都是处于关闭的状态,直到客户端主动打开连接,服务端会被动打开连接,服务端现在处于listen
状态。
SYN,ACK,Seq到底是什么东西
SYN,ACK 是TCP的标记位,TCP的标记位一共有6种。
SYN(synchronous建立联机)
ACK(acknowledgement 确认)
PSH(push传送)
FIN(finish结束)
RST(reset重置)
URG(urgent紧急)
Sequence number(顺序号码)
Acknowledge number(确认号码)
1. 第一次握手(SYN=1,seq=x)
客户端A发送一个位码 SYN = 1,然后会随机产生一个序列号 seq = 1234567的数据包到服务器,这个时候服务器收到SYN=1知道了客户端A要求建立连接。客户端A此时处于SYN_SEND
状态
2. 第二次握手(SYN = 1, ACK = 1,seq = y, ack = x + 1)
服务器收到请求连接信息之后要确认联机信息,向主机A发送ack number =(主机A的seq + 1 ),SYN = 1,ACK = 1,随机产生一个序列号 seq = 7654321。 服务器此时处于 SYN_RCVD
状态。
3. 第三次握手(ACK = 1 ,ack = y + 1)
主机A收到后检查ack number是否正确,即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1,若正确,主机A会再发送ack number=(服务器seq+1),ack=1,然后主机A进入ESTABLISHED
状态。服务器收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。服务器也进入ESTABLISHED
状态。
Q1:为什么TCP建立连接要进行三次握手
防止服务器端因接收了早已失效的连接请求报文,从而一直等待客户端请求,最终导致形成死锁、浪费资源
TCP释放连接的过程(四次挥手)
通信结束之后,双方都需要释放连接,需要四次挥手
1. 第一次挥手(FIN = 1,seq = u)
客户端想要关闭连接,会发送一个标记位FIN = 1的包,表明已经没有数据可以发送了,但是仍可以接收数据。
此时客户端处于FIN_WAIT_1
状态
2. 第二次挥手(ACK = 1 , ack = u+1)
服务端收到了客户端的FIN包,然后发送一个ACK = 1 的确认包,表明自己接收到了客户端的关闭连接的请求,但是还没准备好关闭。服务端发送完毕之后,进入CLOSE_WAIT
状态。客户端收到这个包的时候进入FIN_WAIT_2
状态。
3. 第三次挥手(FIN = 1,seq = w)
当服务端准备好关闭连接的时候,向客户端发送FIN=1,表明自己准备好关闭连接了。发送完毕之后服务端进入LASK_ACK
状态,等待客户端的最后一个确认ACK。
4. 第四次挥手(ACK = 1,ack = w+1)
客户端接收到了服务端的的关闭请求之后,发送最后一个ACK=1确认包,然后进入到TIME_WAIT
状态,等待可能出现的ACK包。服务器收到最后一个ACK之后,确认关闭连接,进入CLOSE
状态。
客户端在等待了某个固定时间之后,没有收到服务端的ACK,就认为服务端已经正常关闭连接了,于是也将自己的连接关闭了,进入CLOSE
状态。
UDP协议
UDP 是一个简单的传输层协议。
UDP的特性
无连接。UDP的客户端和服务器不必存在长期连接的关系。UDP在发送数据报之前也不用先与服务端建立连接
不可靠。UDP 本身不提供确认,序列号,超时重传等机制。UDP 数据报可能在网络中被复制,被重新排序。即 UDP 不保证数据报会到达其最终目的地,也不保证各个数据报的先后顺序,也不保证每个数据报只到达一次。
数据报是有长度限制的。
UDP支持广播和多播。
传输效率高
本篇文章主要介绍了TCP建立连接的三次握手和释放连接的四次挥手。
参考: