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TCP连接的三次握手与四次挥手【重点】

TCP的运输连接管理概述

TCP是面向连接的协议,它基于运输连接来传送TCP报文段

TCP运输连接的建立和释放是每一次面向连接的通信中必不可少的过程

TCP运输连接有以下三个阶段

TCP的运输连接管理就是使运输连接的建立和释放都能正常的进行

TCP建立连接的三次握手(重要)

TCP三次握手使用指令(TCP标记):

TCP使用三报文握手建立连接

第一次:客户向服务器发送连接请求段,建立连接请求控制段(SYN=1),表示传输的报文段的第一个数据字节的序列号是x,此序列号代表整个报文段的序号(seq=x);客户端进入 SYN_SEND (同步发送状态);

第二次:服务器发回确认报文段,同意建立新连接的确认段(SYN=1),确认序号字段有效(ACK=1),服务器告诉客户端报文段序号是y(seq=y),表示服务器已经收到客户端序号为x的报文段,准备接受客户端序列号为x+1的报文段(ack_seq=x+1);服务器由LISTEN进入SYN_RCVD (同步收到状态);

第三次:客户对服务器的同一连接进行确认.确认序号字段有效(ACK=1),客户此次的报文段的序列号是x+1(seq=x+1),客户期望接受服务器序列号为y+1的报文段(ack_seq=y+1);当客户发送ack时,客户端进入ESTABLISHED 状态;当服务收到客户发送的ack后,也进入ESTABLISHED状态;第三次握手可携带数据;

为什么要进行三次握手?

主要原因:防止已经失效的连接请求报文突然又传送到了服务器,从而产生错误

第一次握手: 客户端向服务器端发送报文,证明客户端的发送能力正常

第二次握手:服务器端接收到报文并向客户端发送报文证明服务器端的接收能力、发送能力正常

第三次握手:客户端向服务器发送报文,证明客户端的接收能力正常

如果两次握手会出现以下情况:

客户端向服务器端发送的请求报文由于网络等原因滞留,未能发送到服务器端,此时连接请求报文失效,客户端会再次向服务器端发送请求报文,之后与服务器端建立连接,当连接释放后,由于网络通畅了,第一次客户端发送的请求报文又突然到达了服务器端,这条请求报文本该失效了,但此时服务器端误认为客户端又发送了一次连接请求,两次握手建立好连接,此时客户端忽略服务器端发来的确认,也不发送数据,造成不必要的错误和网络资源的浪费。

如果采用三次握手的话,就算那条失效的报文发送到服务器端,服务器端确认并向客户端发送报文,但此时客户端不会发出确认,由于客户端没有确认,由于服务器端没有接收到确认,就会知道客户端没有请求连接。

TCP释放连接的四次挥手(重要)

TCP使用四报文挥手释放连接

第一次:客户向服务器发送释放连接报文段,发送端数据发送完毕,请求释放连接(FIN=1),其序列号为seq=u(等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1),此时,客户端进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态

第二次: 服务器端接收到连接释放报文后,发出确认报文,ACK=1,ack=u+1,并且带上自己的序列号seq=v,此时,服务端就进入了CLOSE-WAIT 关闭等待状态

第三次:客户端接收到服务器端的确认请求后,客户端就会进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待服务器发送连接释放报文,服务器将最后的数据发送完毕后,就向客户端发送连接释放报文,服务器就进入了LAST-ACK(最后确认)状态,等待客户端的确认。

第四次:客户端收到服务器的连接释放报文后,必须发出确认,ACK=1,ack=w+1,而自己的序列号是seq=u+1,此时,客户端就进入了TIME-WAIT(时间等待)状态,但此时TCP连接还未终止,必须要经过2MSL后(最长报文寿命),当客户端撤销相应的TCB后,客户端才会进入CLOSED关闭状态,服务器端接收到确认报文后,会立即进入CLOSED关闭状态,到这里TCP连接就断开了,四次挥手完成

为什么客户端要等待2MSL?

1.为了保证客户端发送的最后一个 ACK 报文段能够到达服务端。这个ACK 报文段有可能丢失,因而使处在LAST-ACK状态的服务端就收不到对已发送的FIN + ACK报文段的确认。服务端会超时重传这个 FIN+ACK 报文段,而客户端就能在 2MSL 时间内(超时+1MSL传输)收到这人重传的FIN+ACK 报文段。接着客户端重传一次确认,重新启动 2MSL计时器。最后,客户端和服务器都正常进入到CLOSED状态。(简述· 防ack报文美失,Server再次发送Fin报文,一来一最长时间就是2MSL
2.防止已失效的连接请求报文段出现在本连接中。客户端在发送完最后一个 ACK 报文段后,再经过时间 2MSL,就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样就可以使下一个连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。

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