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TCP 三次握手四次挥手

一、TCP基础

二、TCP数据报结构

三、名词术语

四、TCP的三次握手

✍️过 程描述:

举例说明:

总结:

思考 🤔 :

五、TCP的四次挥手

✍️ 过 程描述:

☕️ 川 航图举例:

思考 🤔:

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TCP 三次握手四次挥手

一、TCP基础

1、TCP (Transmission Control Protocol,传输控制协议) 是一种面向连接、可靠
的、基于字节流的通信协议,数据在传输前要建立连接,传输完毕后还要断开连接
2、客户端在收发数据前要使用 connect() 函数和服务器建立连接。建立连接的目
的是保证IP地址、端口、物理链路等正确无误,为数据的传输开辟通道
3、TCP建立连接时要传输三个数据包,俗称三次握手(Three-way Handshaking)

二、TCP数据报结构

1 序号:Seq(Sequence Number)序号占32位,用来标识从计算机A发送到计算
机B的数据包的序号,计算机发送数据时对此进行标记。
2确认号:Ack(Acknowledge Number)确认号占32位,客户端和服务器端都可
以发送,Ack = Seq + 1。
3标志位:每个标志位占用1Bit,共有6个,分别为 URG、ACK、PSH、RST、
SYN、FIN,具体含义如下:
URG:紧急指针(urgent pointer)有效
ACK:确认序号有效
PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层
RST:重置连接
SYN:建立一个新连接
FIN:断开一个连接

三、名词术语

IP+端口=套接字 (Socket)
SYN (Synchronzation) 同步
ACK (Acknowledgment) 确认
FIN (Finish)结束

四、TCP的三次握手

✍️过 程描述:

1. 首先 
Client 端发送请求报文
2. Server  段接受连接后回复  ACK  报文,并为这次连接分配资源
3. Client  端接收到 ACK 报文后也向  Server  端发送  ACK 报文,并分配资源,这样TCP连接就建立了

举例说明:

在中国机长中机长与控制中心的交流就是一个简单的TCP三次握手
1. 四川8633请求建立连接(SYN),并且发送出序号
2. 服务端接受到信号,即有确认号(ACK),此时并同样返回请求序号Seq
3. 客户端接受到信号,即有确认号(ACK),连接已经建立

总结:

三次握手的关键是要确认对方收到了自己的数据包 ,这个目标就是通过“确认号(Ack)”字段实现
的。计算机会记录下自己发送的数据包序号Seq,待收到对方的数据包后,检测“确认号(Ack)”字
段, 看 Ack = Seq + 1 是否成立,如果成立说明对方正确收到了自己的数据包  。

思考 🤔 :

为什么需要第三次通信,两次建立连接后直接进行通信不可以吗?
1、在第一次通信过程中,A向B发送信息之后,B收到信息后可以确认自己的收信能力和A的发信
能力没有问题。
2、在第二次通信中,B向A发送信息之后,A可以确认自己的发信能力和B的收信能力没有问题,
但是B不知道自己的发信能力到底如何,所以就需要第三次通信。
3、在第三次通信中,A向B发送信息之后,B就可以确认自己的发信能力没有问题。
4、 小结:3次握手完成两个重要的功能,既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已
准备好),也要允许双方就初始序列号进行协商,这个序列号在握手过程中被发送和确认。

五、TCP的四次挥手

建立连接非常重要,它是数据正确传输的前提;断开连接同样重要,它让计算机释放不再使用的资
源。如果连接不能正常断开,不仅会造成数据传输错误,还会导致套接字不能关闭,持续占用资
源,如果并发量高,服务器压力堪忧

✍️ 过 程描述:

第一次挥手 👋 : Clien发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态
第二次挥手 👋 :Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,Server进入CLOSE_WAIT状态
第三次挥手 👋 :Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态
第四次挥手 👋 :Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,发送ACK给Server,Server进入
CLOSED状态,完成四次握手

☕️ 川 航图举例:

1客户端申请断开连接即FIN (我这边准备断开连接了)
● 2服务端接收信息返回,表示我已经接收到 (收到,请稍等,我这边准备一
下)
● 3服务端发送信息表示可以断开连接 (我准备好了,你可以断开连接了)
● 4客户端接受信息,同时返回信息通知服务端自己收到信息,开始断开 连接
(好的,拜拜!)

数据传输完毕后,双方都可释放连接。最开始的时候,客户端和服务器都是处于ESTABLISHED状
态,然后客户端主动关闭,服务器被动关闭。

通俗的来讲此连接过程:
三次握手
1. 客户端:我想发送请求
2. 服务端:好的,我知道你要发送请求了,同意发送
3. 客户端:好的,我知道你同意了,那我开始发送了
...
四次挥手
1. 客户端:我不需要请求了,可以关闭连接了
2. 服务端:好的,我知道你要关闭了
3. 服务端:我发送完成了,可以关闭了
4. 客户端:好的,我知道你发送完成了,确认关闭

思考 🤔:

为什么连接的时候是三次握手 🤝 ,关闭的时候却是四次挥手?
1.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
2.但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭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”
●
●
●
3.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。
TCP的三次握手一定能保证传输可靠吗?  不 能 
三次握手比两次更可靠,但也不是完全可靠,而追加更多次握手也不能使连接更可靠了。因此
选择了三次握手。
世界上不存在完全可靠的通信协议。从通信时间成本空间成本以及可靠度来讲,选择了“三次
握手”作为点对点通信的一般规则