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看圖理解TCP的三次握手和四次揮手

gotham / 1510人閱讀

摘要：建立連接次握手次握手的目的同步連接雙方的序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)交換窗口大小信息。客戶端狀態(tài)建立連接三次握手服務(wù)端狀態(tài)第一次握手建立連接。計(jì)算規(guī)則為序列號(hào)為應(yīng)答碼對(duì)方上次的首次發(fā)送時(shí)為系統(tǒng)隨機(jī)生成對(duì)方的無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)或者報(bào)文數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度

閱讀時(shí)間：8min
閱讀目標(biāo)：



掌握TCP連接過程


學(xué)會(huì)計(jì)算seq、ack碼



TCP 協(xié)議是HTTP協(xié)議的重要基礎(chǔ)，充分理解TCP協(xié)議的連接及端口，有助于我們深入理解網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求和連接。今天就來看圖學(xué)習(xí)TCP請(qǐng)求的連接、數(shù)據(jù)傳輸及端口連接。
OSI7層網(wǎng)絡(luò)模型 
OSI是Open System Interconnection的縮寫，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定了OSI模型，該模型定義了不同計(jì)算機(jī)互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)，是設(shè)計(jì)和描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的基本框架。
參考模型（從上至下） 各層含義
應(yīng)用層 為應(yīng)用程序提供服務(wù)，如HTTP、FTP、SMTP、POP3等
表示層 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換翻譯、數(shù)據(jù)加密解密、壓縮解壓縮
會(huì)話層 不同機(jī)器之間的用戶建立及管理會(huì)話
傳輸層 建立管理和維護(hù)端到端的連接，TCP、UDP
網(wǎng)絡(luò)層 IP地址及路由選擇
數(shù)據(jù)鏈路層 物理尋址，將原始比特流轉(zhuǎn)化為邏輯傳輸線路
物理層 機(jī)械、電子、定時(shí)接口通信信道上上的原始比特流傳輸
1. 傳輸層 
接受上一次的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確到達(dá)對(duì)端。
2. TCP 
TCP是面向連接的無狀態(tài)的協(xié)議。為了連接的可靠性，每次連接的建立都需要3次握手。
2.1 建立連接（3次握手） 
3次握手的目的：



同步連接雙方的序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)；


交換TCP窗口大小信息。
客戶端(狀態(tài)） 建立連接（三次握手） 服務(wù)端（狀態(tài)）
CLOSED LISTEN
SYN seq=0 ==》
SYN_SENT
《== SYN ACK ack=1,seq=0
SYN_RCVD
ACK ack=1,seq=1 ==》
ESTABLISHED ESTABLISHED

第一次握手: 建立連接。客戶端發(fā)送連接請(qǐng)求，發(fā)送SYN報(bào)文，隨機(jī)生成seq，本例默認(rèn)為0。然后，客戶端進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器的確認(rèn)。

第二次握手: 服務(wù)器收到客戶端的SYN報(bào)文段。需要對(duì)這個(gè)SYN報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)送ACK報(bào)文，將ack設(shè)置為1（ack值為對(duì)方seq+1或者seq+L(數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L)）。同時(shí)，自己還要發(fā)送SYN請(qǐng)求信息，將seq為0。服務(wù)器端將上述所有信息一并發(fā)送給客戶端，此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)。

第三次握手: 客戶端收到服務(wù)器的ACK和SYN報(bào)文后，進(jìn)行確認(rèn)，然后將ack設(shè)置為1，seq設(shè)置為1，向服務(wù)器發(fā)送ACK報(bào)文段，這個(gè)報(bào)文段發(fā)送完畢以后，客戶端和服務(wù)器端都進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，完成TCP三次握手。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸
客戶端 數(shù)據(jù)傳輸 服務(wù)端
PSH seq=1， ACK ack=1（segmentLen = 99） ==》
《== PSH seq=1, ACK ack=100 （segmentLen = 119）
ACK ack=120,seq=100 ==》

客戶端先向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)報(bào)是長(zhǎng)度為99的數(shù)據(jù)。

服務(wù)器收到報(bào)文后, 也向客戶端發(fā)送了一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)（ACK），并且返回客戶端要請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度為111，將seq設(shè)置為1，ack設(shè)置為120（1 + 119）。

客戶端收到服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)后進(jìn)行確認(rèn)（ACK），將seq設(shè)置為100， ack設(shè)置為112（1 + 111）。

2.3 斷開鏈接（4次揮手）
客戶端(狀態(tài)） 斷開連接 服務(wù)端（狀態(tài)）
FIN ACK ack=120，seq=100 ==》
FIN_WAIT_1
《== ACK ack=101,seq=120
FIN_WAIT_2 CLOSE_WAIT
《== ACK ack=101,seq=120
LAST_ACK
ACK ack=121,seq=101 ==》
TIME_WAIT CLOSE

第一次揮手：客戶端向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)FIN報(bào)文段，將設(shè)置seq為100和ack為120，;此時(shí)，客戶端進(jìn)入 FIN_WAIT_1狀態(tài),這表示客戶端沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送服務(wù)器了，請(qǐng)求關(guān)閉連接;

第二次揮手：服務(wù)器收到了客戶端發(fā)送的FIN報(bào)文段，向客戶端回一個(gè)ACK報(bào)文段，ack設(shè)置為101，seq設(shè)置為120;服務(wù)器進(jìn)入了CLOSE_WAIT狀態(tài)，客戶端收到服務(wù)器返回的ACK報(bào)文后，進(jìn)入FIN_WAIT_2狀態(tài);

第三次揮手：服務(wù)器會(huì)觀察自己是否還有數(shù)據(jù)沒有發(fā)送給客戶端，如果有，先把數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端，再發(fā)送FIN報(bào)文；如果沒有，那么服務(wù)器直接發(fā)送FIN報(bào)文給客戶端。請(qǐng)求關(guān)閉連接，同時(shí)服務(wù)器進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài);

第四次揮手：客戶端收到服務(wù)器發(fā)送的FIN報(bào)文段，向服務(wù)器發(fā)送ACK報(bào)文段，將seq設(shè)置為101，將ack設(shè)置為121，然后客戶端進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài);服務(wù)器收到客戶端的ACK報(bào)文段以后，就關(guān)閉連接;此時(shí)，客戶端等待2MSL后依然沒有收到回復(fù)，則證明Server端已正常關(guān)閉，客戶端也可以關(guān)閉連接了。

 計(jì)算規(guī)則： 
seq 為序列號(hào)
ack 為應(yīng)答碼
seq = 對(duì)方上次的ack；（首次發(fā)送時(shí)seq為系統(tǒng)隨機(jī)生成）
ack = 對(duì)方的seq+1（無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)） 或者 seq+L（報(bào)文數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度L）

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