手记

通俗理解 三次握手四次挥手(老友依恋式)

首先我们来看一张图

该图描述的意思:

  1. A:你好老哥,我要从你和你建立连接,向B服务端发送请求连接的请求,然后等待对面老哥的回答(其中包含自己要与他确认连接的同步序列字段:可以理解为,咱们两人的手机号码(syn);进入syn等待状态)

  2. B:我收到了你的请求(利用ACK =1 这个标志来告知),但是我要确认这个请求到底是不是你的,所以呢我把你给我的 电话号码在给你发回去同时把我的连接方式(同步序列syn)也发过去(总称为:syn+ack    ack用于确认 syn用于发送自身的状态)

  3. A:收到服务端的包,告知他我收到你的了,你说的信息都对,咱们两手握手吧(进入了established状态)

理论方面:

在三次握手中,服务器维护这一个未连接队列,专门为了步骤2、3,也就是一个由客户端的syn包(连接信息)组成的队列;第一步的syn包被丢入该队列,然后向客户端发送确认包,该条目会被标志处于syn—recv状态,当客户端响应确认之后,就会将该条目从这个队列中删去

参考:https://blog.csdn.net/qq_18425655/article/details/52163228
字段解释:

两个序号和三个标志位:

(1)序号:seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。
 (2)确认序号:ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,ack=seq+1。
 (3)标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具体含义如下:
 (A)URG:紧急指针(urgent pointer)有效。
 (B)ACK:确认序号有效。
 (C)PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
 (D)RST:重置连接。
 (E)SYN:发起一个新连接。
 (F)FIN:释放一个连接。

为什么要3次握手

我们假定第一次发送的请求因为网络延迟很慢才到达服务端,然后客户端以为这服务器居然不叼我,然后默默的关闭的等待连接的请求,走开了(好比追女神);但事实呢?女神(服务器)是因为各种各样的原因,很晚才看到,然后说我接受你了,统一你的要求咱们两结婚吧!但是,A早已经远走高飞,这个请求A完全不会收到(在第二次握手,服务端打开连接,等待客户端的响应),那么女生呢,以为对方收到了,就会一直等待,这样B的资源就会被浪费的(创建连接的时候,空间浪费以及端口消耗);
但是如果说是三次连接,等待客户端的确认在建立连接,就不会发生,女神(服务端)同意了,但是A缺一直没有下一步的动作,导致资源浪费;

四次挥手

这和有礼貌的好友道别一样:(a:客户端 b:服务端)
   1、一开始A想要回家离开,但是呢?怕B还有事情要交代,那么呢?只好先想B打招呼,我要走了,请求停止交谈(此时,a到B的连接没有断开,依旧可以进行通信);
   2、同意A的请求,说好的,但是我这里可能还有一些话(数据)没说完。等我说完你再走。
   3、B说完最后的话语(数据),告知好了,你我可以散伙了(B此时等待回应就关闭该连接 (被告知方))
   4、A说好的,知道了,88;(B得知后走开了,关闭了自己的连接)

最后一个阶段4会发生A依依不舍的状态(time_wait):
为啥呢?他怕B万一突然回头还有话呢(网络延迟高,最后还有一些数据过一段时间才收到)。为什么是要等待2MSL呢?
由于存在最后一次确认关闭的请求丢失,所以设置最大报文段生存时间,用来重发可能丢失的ack报文。PS:超时也消失了,无所谓发不发

当客户端和服务器通过三次握手建立了TCP连接以后,当数据传送完毕,肯定是要断开TCP连接的啊。那对于TCP的断开连接,这里就有了神秘的“四次挥手”。

第一次挥手:主机1(可以使客户端,也可以是服务器端),设置Sequence Number和Acknowledgment Number,向主机2发送一个FIN报文段;此时,主机1进入FIN_WAIT_1状态;这表示主机1没有数据要发送给主机2了;
第二次挥手:主机2收到了主机1发送的FIN报文段,向主机1回一个ACK报文段,Acknowledgment Number为Sequence Number加1;主机1进入FIN_WAIT_2状态;主机2告诉主机1,我“同意”你的关闭请求;
第三次挥手:主机2向主机1发送FIN报文段,请求关闭连接,同时主机2进入LAST_ACK状态;
第四次挥手:主机1收到主机2发送的FIN报文段,向主机2发送ACK报文段,然后主机1进入TIME_WAIT状态;主机2收到主机1的ACK报文段以后,就关闭连接;此时,主机1等待2MSL后依然没有收到回复,则证明Server端已正常关闭,那好,主机1也可以关闭连接了。

为何要四次挥手

那四次分手又是为何呢?TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。TCP是全双工模式,这就意味着,当主机1发出FIN报文段时,只是表示主机1已经没有数据要发送了,主机1告诉主机2,它的数据已经全部发送完毕了;但是,这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据;当主机2返回ACK报文段时,表示它已经知道主机1没有数据发送了,但是主机2还是可以发送数据到主机1的;当主机2也发送了FIN报文段时,这个时候就表示主机2也没有数据要发送了,就会告诉主机1,我也没有数据要发送了,之后彼此就会愉快的中断这次TCP连接。如果要正确的理解四次分手的原理,就需要了解四次分手过程中的状态变化。

FIN_WAIT_1: 这个状态要好好解释一下,其实FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。而这两种状态的区别是:FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时,它想主动关闭连接,向对方发送了FIN报文,此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后,则进入到FIN_WAIT_2状态,当然在实际的正常情况下,无论对方何种情况下,都应该马上回应ACK报文,所以FIN_WAIT_1状态一般是比较难见到的,而FIN_WAIT_2状态还有时常常可以用netstat看到。(主动方)
FIN_WAIT_2:上面已经详细解释了这种状态,实际上FIN_WAIT_2状态下的SOCKET,表示半连接,也即有一方要求close连接,但另外还告诉对方,我暂时还有点数据需要传送给你(ACK信息),稍后再关闭连接。(主动方)
CLOSE_WAIT:这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢?当对方close一个SOCKET后发送FIN报文给自己,你系统毫无疑问地会回应一个ACK报文给对方,此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢,实际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方,如果没有的话,那么你也就可以 close这个SOCKET,发送FIN报文给对方,也即关闭连接。所以你在CLOSE_WAIT状态下,需要完成的事情是等待你去关闭连接。(被动方)
LAST_ACK: 这个状态还是比较容易好理解的,它是被动关闭一方在发送FIN报文后,最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后,也即可以进入到CLOSED可用状态了。(被动方)
TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文,并发送出了ACK报文,就等2MSL后即可回到CLOSED可用状态了。如果FINWAIT1状态下,收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时,可以直接进入到TIME_WAIT状态,而无须经过FIN_WAIT_2状态。(主动方)
CLOSED: 表示连接中断。

           

原文出处

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