TCP/IP建链三次握手和断开链接四次握手(转载)

悠悠 2022-07-28 08:36 133阅读 0赞

一、面向连接的协议

UDP是一种无连接的协议，而TCP则是一种面向连接的协议。所谓面向连接的协议，就是在两个对等端内部网之间直接建立逻辑连接。

它通过跟踪数据的传送，并确认和跟踪序号来确保它成功到达接收方。简单来说，TCP传输数据比UDP安全。

二、TCP握手

TCP面向连接的传输是以两个主机间的握手开始的。一个主机发送到另一个主机之间的握手有以下三个作用：

1、确保目的主机可用

2、确保目的主机正在侦听目标端口号

3、通知给目的主机发出者的序号，是双方在传输数据时可以进行跟踪。

三、TCP数据包

TCP主机之间通过握手进程互相建立起来一种虚拟连接。在握手期间，主机之间交换序号，当数据从一台主机发送到另一台主机时序号便跟踪这些数据。

TCP把数据转换成连续的字节流，但是不能分辨出字节流的基础消息和消息边界。接收到字节流后，上层应用程序再把字节流解释成消息。

可以这么说：发送方将数据按协议封装成TCP数据包，接收方也按协议读取TCP数据包中的数据。

TCP数据包的最大值为65495字节。65495 = 总长度 - IP题头（20字节）- TCP题头（20字节）

下图描述了数据是怎么分割的和怎么在数据开始部分加上题头（IP题头、TCP题头、以太网题头）：

（根据协议层的不同，封装在数据包中的信息有不同的名称）

![21982467_1.jpg][]

四、TCP建立连接：三次握手

1、建立连接时，客户机向服务器发送一个TCP数据包，这个数据包中不含有任何数据，只有客户机的启动顺序、使用的目的端口号和TCP数据包的

最大分段大小（MSS），还包含一个同步标识——SYN（同步序号，假设SYN值为A）；

2、服务器对自己的启动序号和最大分段大小进行回复，即首先确认客户机的SYN:发送一个ACK数据包，ACK数据包中的值为（A+1）；

再发送一个SYN（里面是自己的序列号，假设为B），并定义MSS的大小。然后设置认领位，承认已接收到第一个数据包。

3、客户机接收到了服务器的序号和分段大小信息，就发送一个ACK（B+1）来确认自己已收到，第三个数据包用来结束握手进程。

（三次握手只是我自己的初步理解，以后会逐步完善）

五、TCP终止连接：四次断开

为什么建立连接要三次握手，而终止连接就要进行四次呢？

只是因为TCP连接是全双工的，即数据可在两个方向上同时传递，所以关闭时每个方向上都要单独关闭，这种单方向的关闭就叫半关闭。

4次断开的基本流程：

（1）、当主机一完成数据传输后，将FIN置为1，提出停止TCP连接的请求；

（2）、主机二收到主机一发来的FIN后，关闭连接，并将ACK置为1；

（3）、主机二反向提出终止连接，将FIN置为1；

（4）、主机一收到消息后，停止连接，并将ACK置为1，双方向的关闭结束。

![21982467_2.jpg][]

由以上可见，光是建立连接与终止连接就这么多步骤，终于知道TCP为什么慢了？但是正是这样才提高了数据传输的可靠性。当然，三次握手和四次断开也不是我这寥寥数语能说清楚的，自己的理解还很浅显，以后会继续完善。

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，如图1所示。   
（1）第一次握手：建立连接时，客户端A发送SYN包（SYN=j）到服务器B，并进入SYN\_SEND状态，等待服务器B确认。   
（2）第二次握手：服务器B收到SYN包，必须确认客户A的SYN（ACK=j+1），同时自己也发送一个SYN包（SYN=k），即SYN+ACK包，此时服务器B进入SYN\_RECV状态。   
（3）第三次握手：客户端A收到服务器B的SYN＋ACK包，向服务器B发送确认包ACK（ACK=k+1），此包发送完毕，客户端A和服务器B进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。   
完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。   
![tcpip,socket ,tcp/ip连接和断开过程图解][tcpip_socket _tcp_ip]    
                               图1 TCP三次握手建立连接   
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。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。   
（1）客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送（报文段4）。   
（2）服务器B收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1（报文段5）。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。   
（3）服务器B关闭与客户端A的连接，发送一个FIN给客户端A（报文段6）。   
（4）客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1（报文段7）。   
TCP采用四次挥手关闭连接如图2所示。   
![tcpip,socket ,tcp/ip连接和断开过程图解][tcpip_socket _tcp_ip 1]    
                               图2  TCP四次挥手关闭连接   
1．为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？   
这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。   
2．为什么TIME\_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态？   
这是因为虽然双方都同意关闭连接了，而且握手的4个报文也都协调和发送完毕，按理可以直接回到CLOSED状态（就好比从SYN\_SEND状态到 ESTABLISH状态那样）；但是因为我们必须要假想网络是不可靠的，你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到，因此对方处于 LAST\_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文，而重发FIN报文，所以这个TIME\_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的 ACK报文

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[tcpip_socket _tcp_ip 1]: http://image50.360doc.com/DownloadImg/2012/03/0221/21982467_4.jpg