浅谈 TCP 三次握手和四次挥手

一、tcp协议格式

二、三次握手

在 TCP/IP 协议中,,TCP 协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接。

第一次握手:建立连接时,客户端发送 syn 包(tcp协议中syn位置1,序号为J)到服务器,并进入 SYN_SEND 状态,等待服务器确认;

第二次握手:服务器收到 syn 包,必须确认客户的 SYN,同时自己也发送一个 SYN 包,即 SYN+ACK包(tcp协议中syn位置1,ack位置1,序号K,确定序号为J+1),此时服务器进入 SYN_RECV 状态;

第三次握手:客户端收到服务器的 SYN+ACK 包,向服务器发送确认包 ACK(tcp协议中ack位置1,确认序号K+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入 ESTABLISHED 状态,完成三次握手。

通过这样的三次握手,客户端与服务端建立起可靠的双工的连接,开始传送数据。三次握手的最主要目的是保证连接是双工的,可靠更多的是通过重传机制来保证的。但是为什么一定要进行三次握手来保证连接是双工的呢,一次不行么?两次不行么?

我们举一个现实生活中两个人进行语言沟通的例子来模拟三次握手。

第一次对话:

老婆让甲出去打酱油,半路碰到一个朋友乙,甲问了一句:哥们你吃饭了么?

结果乙带着耳机听歌呢,根本没听到,没反应。甲心里想:跟你说话也没个音,不跟你说了,沟通失败。说明乙接受不到甲传过来的信息的情况下沟通肯定是失败的。

如果乙听到了甲说的话,那么第一次对话成功,接下来进行第二次对话。

第二次对话:

乙听到了甲说的话,但是他是老外,中文不好,不知道甲说的啥意思也不知道怎样回答,于是随便回答了一句学过的中文 :我去厕所了。甲一听立刻笑喷了,“去厕所吃饭”?道不同不相为谋,离你远点吧,沟通失败。说明乙无法做出正确应答的情况下沟通失败。

如果乙听到了甲的话,做出了正确的应答,并且还进行了反问:我吃饭了,你呢?那么第二次握手成功。

通过前两次对话证明了乙能够听懂甲说的话,并且能做出正确的应答。接下来进行第三次对话。

第三次对话:

甲刚和乙打了个招呼,突然老婆喊他,“你个死鬼,打个酱油咋这么半天,看我回家咋收拾你”,甲是个妻管严,听完吓得二话不说就跑回家了,把乙自己晾那了。乙心想:这什么人啊,得,我也回家吧,沟通失败。说明甲无法做出应答的情况下沟通失败。

如果甲也做出了正确的应答:我也吃了。那么第三次对话成功,两人已经建立起了顺畅的沟通渠道,接下来开始持续的聊天。

通过第二次和第三次的对话证明了甲能够听懂乙说的话,并且能做出正确的应答。可见,两个人进行有效的语言沟通,这三次对话的过程是必须的。

同理对于TCP为什么需要进行三次握手我们可以一样的理解:

为了保证服务端能收接受到客户端的信息并能做出正确的应答而进行前两次(第一次和第二次)握手,为了保证客户端能够接收到服务端的信息并能做出正确的应答而进行后两次(第二次和第三次)握手。

三、四次挥手

由于 TCP 连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭。这好比,我们打电话(全双工),正常的情况下(出于礼貌),通话的双方都要说再见后才能挂电话,保证通信双方都把话说完了才挂电话。

那TCP 的四次握手,是为了保证通信双方都关闭了连接,具体过程如下:

1)客户端 A 在应用层调用close时会激发底层发送一个 FIN(tcp协议中FIN位置1、序号为M,结合上图分析)请求,用来关闭客户 A 到服务器 B 的数据传送,客户端A此时处于半关闭状态(应用层无法接收数据但底层还可以接收数据);

2)服务器 B 底层收到客户端A的FIN时会做两件事

2.1)第1件事:收到客户端A的FIN时底层会主动回发一个ACK(tcp协议中ACK位置1,确认序号M+1)

人只要不失去方向,就不会失去自己

浅谈 TCP 三次握手和四次挥手

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