Java随笔记 - TCP通信的基本过程，三次握手，四次挥手

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-12-20 12:36 97阅读 0赞

###  Java随笔记 - TCP通信的基本过程，三次握手，四次挥手 ###

#### 基本过程 ####

*  TCP的通信过程与打电话的过程大致相同。一方负责接听某个特定号码的电话，而另一方则需要需要拨通这个号码，与对方建立通信连接。双方都可以通过听筒（Socket输入流）接受对方的信息，通过话筒（Socket输出流）向对方发送信息，并且在整个过程中信息的接受和发送是同时进行的（双工通信）。
 *  整个通信的过程可以用如下示意图来概括：
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pfX01heA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]
 *  在图中左侧（服务端）负责在某个端口上监听连接请求，接收来自客户端的连接请求，处理来自右侧（客户端）的请求，并将处理结果返回给客户端。可以看到，这整个请求和处理流程就是典型的客户端/服务器模型（C/S模型）。

#### 建立连接 ####

*  打电话时，为了确认通话质量，我们常常这样做：
    
     *  喂，你好，听得到吗？
     *  喂，你好，听得到。你都听得到我说话吗？
     *  嗯，听得到。
 *  TCP建立连接的时候也有类似的过程，俗称三次握手：
    
     *  1）客户端先向服务端发送SYN包（此时Socket的状态从CLOSED变成SYN-SEND）
     *  2）服务端收到此SYN包后（Socket状态从LISTEN变成SYN-RECV），向客户端发送针对此SYN包的SYN/ACK包，以确认收到了该SYN包
     *  3）客户端收到该SYN/ACK包后（Socket的状态从SYN-SEND变成ESTABLISHED），再向服务端发送针对此SYN/ACK包的ACK包
     *  4）服务端收到此ACK后（Socket状态从SYN-RECV变成ESTABLISHED），至此连接成功建立，双方可以进行数据的收发
 *  简单的示意图：
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pfX01heA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

#### 断开连接 ####

*  断开连接和建立连接一样非常重要，如果处理不当，不仅可能造成数据传输失败，还可能造成Socket不能正常关闭、资源无法释放等问题。
 *  断开连接需要四次挥手，大致的过程如下：
    
    \*1）客户端向服务器发送FIN数据包，表示想要断开连接。Socket状态从ESTABLISHED变成FIN\_WAIT\_1
    
     *  2）服务器收到此FIN数据包后，向客户端发送ACK包，表示准备断开中（需要检查是否可以断开连接）。Socket状态从ESTABLISHED变成CLOSE\_WAIT
     *  3）客户端收到服务器返回的ACK包，Socket状态从FIN\_WAIT\_1变成FIN\_WAIT\_2，等待服务器发送确认断开连接的数据包
     *  4）服务器在准备完毕后向客户端发送FIN包，确认可以断开连接。其Socket的状态从CLOSE\_WAIT变成LAST\_ACK， 等待客户端确认
     *  5）客户端收到服务器发来的FIN包后，再向服务器发送ACK包，确认可以断开连接。其Socket状态从FIN\_WAIT\_2变成TIME\_WAIT
     *  6）服务器收到客户端的ACK包后，断开连接，关闭套接字（Socket变成CLOSED状态）
     *  7）客户端在等待一段时间后，才真正的关闭连接，让Socket状态从TIME\_WAIT变成CLOSED状态
 *  简单的示意图：
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pfX01heA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]
 *  关于客户端的TIME\_WAIT状态：
    
     *  网络问题可能会导致丢包，如果发送方在发送数据包后，收不到对应的ACK包，发送方就会因为无法确认对方是否收到而重发数据包。所以在上述的第5步时，客户端向服务端发送的ACK包有可能因为网络问题发生丢失，从而服务端需要重发对应的FIN包。如果客户端在发送ACK包后就完全关闭了Socket，那么无论服务器重发多少次FIN包，都收不到客户端返回的ACK包。所以，客户端的Socket需要先进入TIME\_WAIT状态等待一段时间（报文生存时间的两倍），确认服务器收到这一ACK包（服务器没有重发FIN包）后，才能进入CLOSED状态。

#### 常见追问 ####

*  为什么需要三次握手？两次行吗？会有什么问题？
 *  同上，为什么需要四次挥手？
 *  为什么最后客户端的TIME\_WAIT状态的时间为2MSL？

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