TCP连接全过程_tcp连接过程-程序员宅基地

技术标签：网络 tcp/ip 计算机网络

三次握手

状态的含义：

CLOSED：没有任何连接状态

LISTEN：侦听来自远方的TCP端口的连接请求

SYN-SENT: 再发送连接请求后等待匹配的连接请求(客户端)

SYN-RCVD:再收到和发送一个连接请求后等待对方对连接请求的确认(服务器)

ESTABLISHED:代表一个打开的请求

建立连接时的状态变迁:

一开始,建立连接之前服务器和客户端都处于CLOSED状态,服务器开始创建socket后开始监听,变为LISTEN状态.客户端请求建立连接,向服务器发送SYN报文,客户端的状态变为SYN_SENT。服务器收到客户端的报文后向客户端发送ACK和SYN报文，此时服务器的状态变为SYN_RCVD。然后，客户端收到ACK、SYN，就向服务器发送ACK,客户端状态变为ESTABLISHED,服务器收到客户端的ACK后也变为ESTABLISHED.此时,3次握手完成,连接建立!

详细解释:

第一次握手:客户端的应用进程主动打开,并向服务器发送请求报文段,其首部中:SYN=1,seq=x
第二次握手：服务器应用进程被动打开。若同意客户端的请求，则发回确认报文，其首部中：SYN=1,ACK=1,ack=x+1,seq=y。
第三次握手：客户端收到确认报文之后，通知上层应用进程连接已建立，并向服务器发出确认报文，其首部：ACK=1,ack=y+1。当服务器收到客户端的确认报文之后，也通知其上层应用进程连接已建立。

TCP为什么要三次握手呢?

防止重复连接: 当网络很差的情况下,发送方可能会连接发送多次建立连接的请求.如果TCP握手的次数只有两次,那么接收方只能选择接受请求或者拒绝接受请求，但它并不清楚这次的请求是正常的请求，还是由于网络环境问题而导致的过期请求，如果是过期请求的话就会造成错误的连接。所以如果 TCP 是三次握手的话，那么客户端在接收到服务器端 SEQ+1 的消息之后，就可以判断当前的连接是否为历史连接，如果判断为历史连接的话就会发送终止报文（RST）给服务器端终止连接；如果判断当前连接不是历史连接的话就会发送指令给服务器端来建立连接。
同步初始化序列化:TCP 为了保证在不稳定的网络环境中构建一个稳定的数据连接，它就需要一个“序列号”字段来保证自己的稳定性，而这个序列号的作用就是防止数据包重复发送，以及有效的解决数据包接收时顺序颠倒的问题。
那么在建立 TCP 连接时就需要同步初始化一个序列号来保证 TCP 的稳定性，因此它需要执行以下过程：1.首先客户端发送一个携带了初始序列号的 SYN 报文给服务器端；2.服务端接收到消息之后会回复一个 ACK 的应答报文，表示客户端的 SYN 报文已被服务端成功接收了；3.而客户端收到消息之后也会发送一个 ACK 给服务端，服务器端拿到这个消息之后，我们就可以得到一个可靠的初始化序列号了。而如果是两次握手的话，就无法进行序列号的确认工作了，因此也就无法得到一个可靠的序列号了，所以 TCP 连接至少需要三次握手。

以上两种原因就是 TCP 连接为什么需要三次握手的主要原因，当然 TCP 连接还可以四次握手，甚至是五次握手，也能实现 TCP 连接的稳定性，但三次握手是最节省资源的连接方式，因此 TCP 连接应该为三次握手。

四次挥手

状态的含义:

ESTABLISHED:代表一个打开的连接

FIN-WAIT-1：等待远程TCP连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认

CLOSE-WAIT：等待从本地用户发来的连接中断请求

FIN-WAIT-2：从远程TCP等待连接中断请求

LAST-ACK：等待原来的发向远程TCP的连接中断请求的确认

TIME-WAIT：等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认

CLOSED：没有任何连接状态

断开连接时的状态变迁:

由于tcp连接是全双工的，断开连接会比建立连接麻烦一点点。客户端先向服务器发送FIN报文，请求断开连接，其状态变为FIN_WAIT1。服务器收到FIN后向客户端发生ACK，服务器状态变为CLOSE_WAIT。客户端收到ACK后就进入FIN_WAIT2状态。此时连接已经断开了一半了。如果服务器还有数据要发送给客户端，就会继续发送。直到发完了，就发送FIN报文，此时服务器进入LAST_ACK状态。客户端收到服务器的FIN后，马上发送ACK给服务器，此时客户端进入TIME_WAIT状态，再过了2MSL长的时间后进入CLOSED状态。服务器收到客户端的ACK就进入CLOSED状态。

详细解释:

TCP发送一个FIN,用来关闭客户到服务器的数据传送
服务器收到这个FIN,它发回一个ACK,确认序号为收到的序号加1.和SYN一样,一个FIN将占用一个序号
服务器关闭客户端的连接,发送一个FIN给客户端
客户端发回ACK报文确认,并将确认序号设置为收到序号加1

TCP为什么要四次挥手?

关闭连接时，客户端向服务端发送 FIN 时，仅仅表示客户端不再发送数据了但是还能接收数据。
服务器收到客户端的 FIN 报文时，先回一个 ACK 应答报文，而服务端可能还有数据需要处理和发送，等服务端不再发送数据时，才发送 FIN 报文给客户端来表示同意现在关闭连接。

为什么客户端在TIME-WAIT阶段要等2MSL?

为的是确认服务器端是否收到客户端发出的ACK确认报文,当客户端发出最后的ACK确认报文时,并不能确定服务器端能够收到该段报文.所以客户端在发送完 ACK 确认报文之后，会设置一个时长为 2MSL 的计时器。

MSL 指的是 Maximum Segment Lifetime：一段 TCP 报文在传输过程中的最大生命周期。

2MSL 即是服务器端发出为 FIN 报文和客户端发出的 ACK 确认报文所能保持有效的最大时长。

服务器端在 1MSL 内没有收到客户端发出的 ACK 确认报文，就会再次向客户端发出 FIN 报文：

如果客户端在 2MSL 内，再次收到了来自服务器端的 FIN 报文，说明服务器端由于各种原因没有接收到客户端发出的 ACK 确认报文。客户端再次向服务器端发出 ACK 确认报文，计时器重置，重新开始 2MSL 的计时。

否则客户端在 2MSL 内没有再次收到来自服务器端的 FIN 报文，说明服务器端正常接收了 ACK 确认报文，客户端可以进入 CLOSED 阶段，完成“四次挥手”。

本文链接：https://blog.csdn.net/weixin_49461415/article/details/126807526

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