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TCP的三次握手与四次挥手详解

2018.12.04 16:56 1686浏览

TCP的传输如图:

https://img2.mukewang.com/5c06383c0001674718660682.jpg


TCP三次握手的过程如下:

建立TCP连接,就是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中,这一过程由客户端执行connect来触发。

在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接.

第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。

SYN:同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)

第二次握手:Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。

第三次握手:Client收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

https://img3.mukewang.com/5c063d110001fe5010720638.jpg

为什么需要三次握手,是为了解决下列的一个问题:

client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失,而是在某个网络结点长时间的滞留了,以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后,就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段,同意建立连接。假设不采用三次握手,那么只要server发出确认,新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求,因此不会理睬server的确认,也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立,并一直等待client发来数据。这样,server的很多资源就白白浪费掉了。采用三次握手的办法可以防止上述现象发生

四次挥手(Four-Way Wavehand)即终止TCP连接,就是指断开一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中,这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发

TCP四次挥手的过程如下:

https://img4.mukewang.com/5c063d630001815e11720676.jpg

 1.第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态。

 2.第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态。

3.第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。

4.第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,  Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

如果有大量的连接,每次在连接、关闭时都要三次握手,四次挥手,会很明显会造成性能低下,因此,

HTTP有一种叫做keep connection的机制,它可以在传输数据后仍然保持连接,当客户端再次获取数据时,直接使用刚刚空闲下的连接而无需再次握手

https://img1.mukewang.com/5c0640f90001a7a818140486.jpg


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