0. 准备知识
(1)ACK ,TCP协议规定只有ACK=1时有效,也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1。
(2)SYN,在连接建立时用来同步序号。当SYN=1而ACK=0时,表明这是一个连接请求报文。对方若同意建立连接,则应在响应报文中使SYN=1和ACK=1,因此SYN置1就表示这是一个连接请求或连接接受报文。
(3)FIN,用来释放一个连接。当 FIN = 1 时,表明此报文段的发送方的数据已经发送完毕,并要求释放连接。
1. 三次握手和四次挥手示意图
1. 1 三次握手详细示意图
(1)首先由Client发出请求连接即 SYN=1 ACK=0,TCP规定SYN=1时不能携带数据,但要消耗一个序号,因此声明自己的序号是 seq=x。
(2)然后 Server 进行回复确认,即 SYN=1 ACK=1 seq=y,ack=x+1。
(3)再然后 Client 再进行一次确认,但不用SYN 了,这时即为 ACK=1,seq=x+1, ack=y+1。
1. 2 三次握手中的问题
1.3 四次挥手详细示意图
(1)当客户A 没有东西要发送时就要释放 A 这边的连接,A会发送一个报文(没有数据),其中 FIN 设置为1,进入FIN_WAIT状态,服务器B收到后会给A一个确认,这时A那边不再发送数据信息(但仍可接收信息)。
(2)A收到B的确认后进入等待状态,等待B请求释放连接,注意这里首先提出中断连接端可以是Client端,也可以是Server端。 B数据发送完成后就向A请求连接释放,也是用FIN=1 表示,并且用ack = u+1(如图), A收到后回复一个确认信息,并进入 TIME_WAIT 状态,等待2MSL 时间。最后这里为什么还要等待呢?是防止最后一个ACK的丢失,B在超时后会重新发送FIN。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复,则证明Server端已正常关闭,那好,我Client端也可以关闭连接了。
1.4 最后是一些细节总结
(1)TIME_WAIT状态中所需要的时间是依赖于实现方法的。典型的值为30秒、1分钟和2分钟。
(2)服务器B存在一个保活状态,即如果A突然故障死机了,那B那边的连接资源什么时候能释放呢? 就是保活时间到了后,B会发送探测信息,以决定是否释放连接。
(3)为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?
因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能数据信息没有传完并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。
(4)为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态?
虽然按道理,四个报文都发送完毕,我们可以直接进入CLOSE状态了,但是我们必须假象网络是不可靠的,有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。