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当前位置: 计算机基础 > 计算机网络 > 11.TCP的三次握手及四次挥手

必考题

在介绍三次握手和四次挥手之前,先介绍一下TCP头部的一些常用字段。

  • 序号:seq,占32位,用来标识从发送端到接收端发送的字节流。
  • 确认号:ack,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,ack=seq+1。
  • 标志位:
    • SYN:发起一个新连接。
    • FIN:释放一个连接。
    • ACK:确认序号有效。

三次握手

三次握手的本质就是确定发送端和接收端具备收发信息的能力,在能流畅描述三次握手的流程及其中的字段含义作用的同时还需要记住每次握手时接收端和发送端的状态。这个比较容易忽略。

先看一张很经典的图(图片来源于网络),发送端有CLOSED、SYN-SENT、ESTABLISHED三种状态,接收端有CLOSED、LISTEN、SYN-RCVD、ESTABLISHED四种状态。

三次握手
三次握手

假设发送端为客户端,接收端为服务端。开始时客户端和服务端的状态都是CLOSE。

  • 第一次握手:客户端向服务端发起建立连接请求,客户端会随机生成一个起始序列号x,客户端向服务端发送的字段中包含标志位SYN=1,序列号seq=100。第一次握手前客户端的状态为CLOSE,第一次握手后客户端的状态为SYN-SENT。此时服务端的状态为LISTEN
  • 第二次握手:服务端在收到客户端发来的报文后,会随机生成一个服务端的起始序列号y,然后给客户端回复一段报文,其中包括标志位SYN=1,ACK=1,序列号seq=y,确认号ack=x+1。第二次握手前服务端的状态为LISTEN,第二次握手后服务端的状态为SYN-RCVD,此时客户端的状态为SYN-SENT。(其中SYN=1表示要和客户端建立一个连接,ACK=1表示确认序号有效)
  • 第三次握手:客户端收到服务端发来的报文后,会再向服务端发送报文,其中包含标志位ACK=1,序列号seq=x+1,确认号ack=y+1。第三次握手前客户端的状态为SYN-SENT,第三次握手后客户端和服务端的状态都为ESTABLISHED。

需要注意的一点是,第一次握手,客户端向服务端发起建立连接报文,会占一个序列号。但是第三次握手,同样是客户端向服务端发送报文,这次却不占序列号,所以建立连接后,客户端向服务端发送的第一个数据的序列号为x+1。

四次挥手

和三次握手一样,先看一张非常经典的图(图片来源于网络),客户端在四次挥手过程中有ESTABLISHED、FIN-WAIT-1、FIN-WAIT-2、TIME-WAIT、CLOSED等五个状态,服务端有ESTABLISHED、CLOSE-WAIT、LAST-ACK、CLOSED等四种状态。最好记住每次挥手时服务端和客户端的状态。

四次挥手
四次挥手

假设客户端首先发起的断开连接请求

  • 第一次挥手:客户端向服务端发送的数据完成后,向服务端发起释放连接报文,报文包含标志位FIN=1,序列号seq=u。此时客户端只能接收数据,不能向服务端发送数据。
  • 第二次挥手:服务端收到客户端的释放连接报文后,向客户端发送确认报文,包含标志位ACK=1,序列号seq=v,确认号ack=u+1。此时客户端到服务端的连接已经释放掉,客户端不能像服务端发送数据,服务端也不能向客户端发送数据。但服务端到客户端的单向连接还能正常传输数据。
  • 第三次挥手:服务端发送完数据后向客户端发出连接释放报文,报文包含标志位FIN=1,标志位ACK=1,序列号seq=w,确认号ack=u+1。
  • 第四次挥手:客户端收到服务端发送的释放连接请求,向服务端发送确认报文,包含标志位ACK=1,序列号seq=u+1,确认号ack=w+1。

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