詳細描述了 TCP 協(xié)議的連接和關閉的整個過程。解釋了為什么 TCP 協(xié)議是面向連接的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。

TCP

在互聯(lián)網(wǎng)上之間的通信交流，一般是基于 TCP (Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議) 或者 UDP (User Datagram Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議) 。兩者的一個重要區(qū)別是，TCP 是面向連接提供端到端可靠的數(shù)據(jù)流(flow of data)。

“面向連接”就是在正式通信前必須要與對方建立起連接。比如你給別人打電話，必須等線路接通了、對方拿起話筒才能相互通話。

三次握手

TCP 是基于連接的協(xié)議，也就是說，在正式收發(fā)數(shù)據(jù)前，必須和對方建立可靠的連接。一個 TCP 連接必須要經(jīng)過三次“握手”才能建立起來，簡單的講就是：

為了建立連接時，客戶端 A 發(fā)送 SYN 包（SYN=j）到服務器 B，并進入 SYN_SEND狀態(tài)，等待服務器 B 確認。 【A 向 B 請求連接：“我想給你發(fā)數(shù)據(jù)，可以嗎？”】

服務器 B 收到 SYN 包，必須確認客戶端 A 的 SYN（ACK=j+1），同時自己也發(fā)送一個 SYN 包（SYN=k），即 SYN+ACK 包，此時服務器B進入SYN_RECV 狀態(tài)。 【B 回應 A：“好的，你來吧”】

客戶端 A 收到服務器 B 的 SYN＋ACK 包，向服務器 B 發(fā)送確認包 ACK（ACK=k+1），此包發(fā)送完畢，客戶端 A 和服務器 B 進入 ESTABLISHED 狀態(tài)，完成三次握手。 【A 回應 B：“好的，我來也，你接著吧！”】

三次“握手”的目的是使數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收同步，經(jīng)過三次“對話”之后，主機 A 才向主機 B 正式發(fā)送數(shù)據(jù)。

四次分手

由于 TCP 連接是全雙工的，因此每個方向都必須單獨進行關閉。這個原則是當一方完成它的數(shù)據(jù)發(fā)送任務后就能發(fā)送一個 FIN 來終止這個方向的連接。收到一個 FIN 只意味著這一方向上沒有數(shù)據(jù)流動，一個 TCP 連接在收到一個 FIN 后仍能發(fā)送數(shù)據(jù)。首先進行關閉的一方將執(zhí)行主動關閉，而另一方執(zhí)行被動關閉。

客戶端 A 發(fā)送一個 FIN 給服務器 B，用來關閉客戶端 A 到服務器 B 的數(shù)據(jù)傳送。【A 對 B 說：“我傳完了”】

服務器 B 收到這個 FIN，它發(fā)回一個 ACK，確認序號為收到的序號加1（報文段5）。和 SYN 一樣，一個 FIN 將占用一個序號。 【B 回應 A：“好的”】

服務器 B 關閉與客戶端 A 的連接，發(fā)送一個 FIN 給客戶端 A。 【B 對 A 說：“我也傳完了”】

客戶端 A 發(fā)回 ACK 報文確認，并將確認序號設置為收到序號加1。 【A回應B：“好的，我走了”】

TCP 采用四次分手關閉連接如圖2所示。

為什么建立連接協(xié)議是三次握手，而關閉連接卻是四次握手呢？

這是因為服務端的 LISTEN 狀態(tài)下的 SOCKET 當收到 SYN 報文的建連請求后，它可以把 ACK 和 SYN（ACK起應答作用，而SYN起同步作用）放在一個報文里來發(fā)送。但關閉連接時，當收到對方的 FIN 報文通知時，它僅僅表示對方?jīng)]有數(shù)據(jù)發(fā)送給你了；但未必你所有的數(shù)據(jù)都全部發(fā)送給對方了，所以你可以未必會馬上會關閉SOCKET,也即你可能還需要發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對方之后，再發(fā)送 FIN 報文給對方來表示你同意現(xiàn)在可以關閉連接了，所以它這里的 ACK 報文和 FIN 報文多數(shù)情況下都是分開發(fā)送的。 【收到2個“好的”才算完成。大家好才是真的好】

為什么 TIME_WAIT 狀態(tài)還需要等 2MSL 后才能返回到 CLOSED 狀態(tài)？

這是因為雖然雙方都同意關閉連接了，而且握手的4個報文也都協(xié)調(diào)和發(fā)送完畢，按理可以直接回到 CLOSED 狀態(tài)（就好比從 SYN_SEND 狀態(tài)到 ESTABLISH 狀態(tài)那樣）；但是因為我們必須要假想網(wǎng)絡是不可靠的，你無法保證你最后發(fā)送的ACK報文會一定被對方收到，因此對方處于 LAST_ACK 狀態(tài)下的 SOCKET 可能會因為超時未收到 ACK 報文，而重發(fā) FIN 報文，所以這個 TIME_WAIT 狀態(tài)的作用就是用來重發(fā)可能丟失的 ACK 報文

控制信息字段

• SYN： 同步序列編號(Synchronize Sequence Numbers)
• ACK： 確認字段
• FIN： 發(fā)送方已經(jīng)傳完數(shù)據(jù)
• PSH： 推送功能
• RST： 重置連接
• URG： 緊急指針

總結

以上是生活随笔為你收集整理的TCP 协议的三次握手、四次分手的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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