TCP/IP三次握手与四次挥手

TCP/IP三次握手与四次挥手

(1)TCP和UDP对比

1、TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接)。UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接;

2、TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达(进行丢包的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控    制),UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付;

3、TCP面向字节流。实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流,UDP是面向报文的;

4、TCP有拥塞控制。UDP没有拥塞控制,因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低(对实时应用很有用,如IP电话,实时视频会议等);

5、TCP首部开销20字节UDP的首部开销小,只有8个字节;

6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道,UDP则是不可靠信道;

7、TCP连接只能是点到点的,UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信。

(2)TCP报文格式

  (1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。   (2)确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1。   (3)标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具体含义如下:                 (A)URG:紧急指针(urgent pointer)有效。                 (B)ACK:确认序号有效。                 (C)PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层。                 (D)RST:重置连接。                 (E)SYN:在连接建立时对序号进行同步。                 (F)FIN:终止连接连接。

 确认方Ack=发起方Req+1

(3)三次握手

所谓三次握手(Three-Way Handshake)即建立TCP连接,就是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中,这一过程由客户端执行connect来触发,整个流程如下图所示:

(1)第一次握手:

    Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认; (2)第二次握手:

    Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态; (3)第三次握手:

    Client收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

(4)四次挥手

由于TCP连接时全双工的,因此,每个方向都必须要单独进行关闭,这一原则是当一方完成数据发送任务后,发送一个FIN来终止这一方向的连接,收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了,即不会再收到数据了,但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据,直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方则执行被动关闭,上图描述的即是如此。 (1)第一次挥手:

    Client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; (2)第二次挥手:

    Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态; (3)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; (4)第四次挥手:

    Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

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