TCP協(xié)議中的三次握手和四次揮手(轉(zhuǎn)載)

轉(zhuǎn)自:http://blog.csdn.net/whuslei/article/details/6667471/

建立TCP需要三次握手才能建立,而斷開連接則需要四次握手。整個(gè)過(guò)程如下圖所示:


先來(lái)看看如何建立連接的。


首先Client端發(fā)送連接請(qǐng)求報(bào)文,Server段接受連接后回復(fù)ACK報(bào)文,并為這次連接分配資源。Client端接收到ACK報(bào)文后也向Server段發(fā)生ACK報(bào)文,并分配資源,這樣TCP連接就建立了。

在TCP/IP協(xié)議中,TCP協(xié)議提供可靠的連接服務(wù),采用三次握手建立一個(gè)連接。

?(1) 第一次握手:建立連接時(shí),客戶端A發(fā)送SYN包(SYN=j)到服務(wù)器B,并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài),等待服務(wù)器B確認(rèn)。

?(2) 第二次握手:服務(wù)器B收到SYN包,必須確認(rèn)客戶A的SYN(ACK=j+1),同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包(SYN=k),即SYN+ACK包,此時(shí)服務(wù)器B進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)。

?(3) 第三次握手:客戶端A收到服務(wù)器B的SYN+ACK包,向服務(wù)器B發(fā)送確認(rèn)包ACK(ACK=k+1),此包發(fā)送完畢,客戶端A和服務(wù)器B進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài),完成三次握手。

完成三次握手,客戶端與服務(wù)器開始傳送數(shù)據(jù)。

那如何斷開連接呢?簡(jiǎn)單的過(guò)程如下:


【注意】中斷連接端可以是Client端,也可以是Server端。

假設(shè)Client端發(fā)起中斷連接請(qǐng)求,也就是發(fā)送FIN報(bào)文。Server端接到FIN報(bào)文后,意思是說(shuō)"我Client端沒有數(shù)據(jù)要發(fā)給你了",但是如果你還有數(shù)據(jù)沒有發(fā)送完成,則不必急著關(guān)閉Socket,可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。所以你先發(fā)送ACK,"告訴Client端,你的請(qǐng)求我收到了,但是我還沒準(zhǔn)備好,請(qǐng)繼續(xù)你等我的消息"。這個(gè)時(shí)候Client端就進(jìn)入FIN_WAIT狀態(tài),繼續(xù)等待Server端的FIN報(bào)文。當(dāng)Server端確定數(shù)據(jù)已發(fā)送完成,則向Client端發(fā)送FIN報(bào)文,"告訴Client端,好了,我這邊數(shù)據(jù)發(fā)完了,準(zhǔn)備好關(guān)閉連接了"。Client端收到FIN報(bào)文后,"就知道可以關(guān)閉連接了,但是他還是不相信網(wǎng)絡(luò),怕Server端不知道要關(guān)閉,所以發(fā)送ACK后進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài),如果Server端沒有收到ACK則可以重傳?!?,Server端收到ACK后,"就知道可以斷開連接了"。Client端等待了2MSL后依然沒有收到回復(fù),則證明Server端已正常關(guān)閉,那好,我Client端也可以關(guān)閉連接了。Ok,TCP連接就這樣關(guān)閉了!

由于TCP連接是全雙工的,因此每個(gè)方向都必須單獨(dú)進(jìn)行關(guān)閉。這個(gè)原則是當(dāng)一方完成它的數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)后就能發(fā)送一個(gè)FIN來(lái)終止這個(gè)方向的連接。收到一個(gè) FIN只意味著這一方向上沒有數(shù)據(jù)流動(dòng),一個(gè)TCP連接在收到一個(gè)FIN后仍能發(fā)送數(shù)據(jù)。首先進(jìn)行關(guān)閉的一方將執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉,而另一方執(zhí)行被動(dòng)關(guān)閉。

(1)客戶端A發(fā)送一個(gè)FIN,用來(lái)關(guān)閉客戶A到服務(wù)器B的數(shù)據(jù)傳送(報(bào)文段4)。

(2)服務(wù)器B收到這個(gè)FIN,它發(fā)回一個(gè)ACK,確認(rèn)序號(hào)為收到的序號(hào)加1(報(bào)文段5)。和SYN一樣,一個(gè)FIN將占用一個(gè)序號(hào)。

(3)服務(wù)器B關(guān)閉與客戶端A的連接,發(fā)送一個(gè)FIN給客戶端A(報(bào)文段6)。

(4)客戶端A發(fā)回ACK報(bào)文確認(rèn),并將確認(rèn)序號(hào)設(shè)置為收到序號(hào)加1(報(bào)文段7)。

整個(gè)過(guò)程Client端所經(jīng)歷的狀態(tài)如下:


而Server端所經(jīng)歷的過(guò)程如下:轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明:blog.csdn.net/whuslei


【注意】在TIME_WAIT狀態(tài)中,如果TCP client端最后一次發(fā)送的ACK丟失了,它將重新發(fā)送。TIME_WAIT狀態(tài)中所需要的時(shí)間是依賴于實(shí)現(xiàn)方法的。典型的值為30秒、1分鐘和2分鐘。等待之后連接正式關(guān)閉,并且所有的資源(包括端口號(hào))都被釋放。

【問(wèn)題1】為什么連接的時(shí)候是三次握手,關(guān)閉的時(shí)候卻是四次握手?

答:因?yàn)楫?dāng)Server端收到Client端的SYN連接請(qǐng)求報(bào)文后,可以直接發(fā)送SYN+ACK報(bào)文。其中ACK報(bào)文是用來(lái)應(yīng)答的,SYN報(bào)文是用來(lái)同步的。但是關(guān)閉連接時(shí),當(dāng)Server端收到FIN報(bào)文時(shí),很可能并不會(huì)立即關(guān)閉SOCKET,所以只能先回復(fù)一個(gè)ACK報(bào)文,告訴Client端,"你發(fā)的FIN報(bào)文我收到了"。只有等到我Server端所有的報(bào)文都發(fā)送完了,我才能發(fā)送FIN報(bào)文,因此不能一起發(fā)送。故需要四步握手。

【問(wèn)題2】為什么TIME_WAIT狀態(tài)需要經(jīng)過(guò)2MSL(最大報(bào)文段生存時(shí)間)才能返回到CLOSE狀態(tài)?

答:雖然按道理,四個(gè)報(bào)文都發(fā)送完畢,我們可以直接進(jìn)入CLOSE狀態(tài)了,但是我們必須假象網(wǎng)絡(luò)是不可靠的,有可以最后一個(gè)ACK丟失。所以TIME_WAIT狀態(tài)就是用來(lái)重發(fā)可能丟失的ACK報(bào)文。

TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的區(qū)別是什么

1.TCP協(xié)議是有連接的,有連接的意思是開始傳輸實(shí)際數(shù)據(jù)之前TCP的客戶端和服務(wù)器端必須通過(guò)三次握手建立連接,會(huì)話結(jié)束之后也要結(jié)束連接。而UDP是無(wú)連接的
2.TCP協(xié)議保證數(shù)據(jù)按序發(fā)送,按序到達(dá),提供超時(shí)重傳來(lái)保證可靠性,但是UDP不保證按序到達(dá),甚至不保證到達(dá),只是努力交付,即便是按序發(fā)送的序列,也不保證按序送到。
3.TCP協(xié)議所需資源多,TCP首部需20個(gè)字節(jié)(不算可選項(xiàng)),UDP首部字段只需8個(gè)字節(jié)。
4.TCP有流量控制和擁塞控制,UDP沒有,網(wǎng)絡(luò)擁堵不會(huì)影響發(fā)送端的發(fā)送速率
5.TCP是一對(duì)一的連接,而UDP則可以支持一對(duì)一,多對(duì)多,一對(duì)多的通信。
6.TCP面向的是字節(jié)流的服務(wù),UDP面向的是報(bào)文的服務(wù)。

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