TCP三次握手与四次挥手详解

1.什么是TCP

TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的通信协议,属于互联网协议族(TCP/IP)的一部分。TCP 提供可靠的、顺序的、无差错的数据传输服务,是许多重要网络应用(如 HTTP、FTP、SMTP)的基础。

主要特点

  1. 面向连接

    • TCP 是面向连接的协议,在传输数据之前,必须先建立连接。连接的建立通过“三次握手”进行,确保通信双方都准备好了进行数据传输。
  2. 可靠传输

    • TCP 提供可靠的数据传输服务,确保数据包按序到达且无丢失、无重复、无差错。通过确认(ACK)和重传机制实现可靠性。
  3. 流量控制

    • TCP 采用流量控制机制,通过滑动窗口协议调整发送方的发送速度,以防止接收方的缓存溢出,确保数据传输的平稳性。
  4. 拥塞控制

    • TCP 具有拥塞控制机制,能够检测网络拥塞并适当减少数据传输速率,以避免进一步加剧网络拥塞。常见的拥塞控制算法有慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等。
  5. 基于字节流

    • 用户消息通过 TCP 协议传输时,消息可能会被操作系统「分组」成多个的 TCP 报文,如果接收方的程序如果不知道「消息的边界」,是无法读出一个有效的用户消息的。并且 TCP 报文是「有序的」,当「前一个」TCP 报文没有收到的时候,即使它先收到了后面的 TCP 报文,那么也不能扔给应用层去处理,同时对「重复」的 TCP 报文会自动丢弃。
  6. 顺序保证

    • TCP 保证数据按序到达。通过序列号(Sequence Number)标识每个字节,接收方根据序列号重排序收到的数据包,确保应用程序收到的数据是按发送顺序排列的。

2.TCP协议头格式介绍

在Tcp协议中,比较重要的字段有:

源端口:表示发送端端口号,字段长 16 位,2个字节

目的端口:表示接收端端口号,字段长 16 位,2个字节

序号(sequence number):字段长 32 位,占4个字节,序号的范围为 [0,4284967296]。由于TCP是面向字节流的,在一个TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都按顺序编号首部中的序号字段则是指本报文段所发送的数据的第一个字节的序号,这是随机生成的。序号是循环使用的,当序号增加到最大值时,下一个序号就又回到了0
确认序号(acknowledgement number):占32位(4字节),表示收到的下一个报文段的第一个数据字节的序号,如果确认序号为N,序号为S,则表明到序号N-S为止的所有数据字节都已经被正确地接收到了。

8个标志位(Flag):(标红的为重要的)

CWR:CWR 标志与后面的 ECE 标志都用于 IP 首部的 ECN 字段,ECE 标志为 1 时,则通知对方已将拥塞窗口缩小;
ECE:若其值为 1 则会通知对方,从对方到这边的网络有阻塞。在收到数据包的 IP 首部中 ECN 为 1 时将 TCP 首部中的 ECE 设为 1.;
URG:该位设为 1,表示包中有需要紧急处理的数据,对于需要紧急处理的数据,与后面的紧急指针有关;
ACK:该位设为 1,确认应答的字段有效,TCP规定除了最初建立连接时的 SYN 包之外该位必须设为 1;
PSH:该位设为 1,表示需要将收到的数据立刻传给上层应用协议,若设为 0,则先将数据进行缓存;
RST:该位设为 1,表示 TCP 连接出现异常必须强制断开连接;
SYN:用于建立连接,该位设为 1,表示希望建立连接,并在其序列号的字段进行序列号初值设定;
FIN:该位设为 1,表示今后不再有数据发送,希望断开连接。
窗口大小:该字段长 16 位,表示从确认序号所指位置开始能够接收的数据大小,TCP 不允许发送超过该窗口大小的数据。

3.TCP三次握手建立连接

TCP 是面向连接的协议,所以使用 TCP 前必须先建立连接,而建立连接是通过三次握手来进行的。三次握手的过程如下图:

3.1三次握手详解

一开始,客户端和服务端都处于 CLOSE 状态。

服务器端:已经启动,并且启动了监听(被动接受连接的一端)
客户端:基于服务器端监听的IP和端口,向服务器端发起连接请求(主动发起连接的一端)

三次握手具体过程如下:

第一次握手:

  • 客户端会随机初始化序列号(client_isn),将此序列号置于 TCP 首部的「序列号」字段中,同时把 SYN 标志位置为 1,表示 SYN 报文。接着把第一个 SYN 报文发送给服务端,表示向服务端发起连接,该报文不包含应用层数据,之后客户端处于 SYN-SENT 状态。

第二次握手:

  • 服务端收到客户端的 SYN 报文后,首先服务端也随机初始化自己的序列号(server_isn),将此序号填入 TCP 首部的「序列号」字段中,其次把 TCP 首部的「确认应答号」字段填入 client_isn + 1, 接着把 SYN 和 ACK 标志位置为 1。最后把该报文发给客户端,该报文也不包含应用层数据,之后服务端处于 SYN-RCVD 状态。

第三次握手:

  • 客户端收到服务端报文后,还要向服务端回应最后一个应答报文,首先该应答报文 TCP 首部 ACK 标志位置为 1 ,其次「确认应答号」字段填入 server_isn + 1 ,最后把报文发送给服务端,这次报文可以携带客户到服务端的数据,之后客户端处于 ESTABLISHED 状态。

  • 服务端收到客户端的应答报文后,也进入 ESTABLISHED 状态。

从上面的过程可以发现第三次握手是可以携带数据的,前两次握手是不可以携带数据的,这也是面试常问的题。

一旦完成三次握手,双方都处于 ESTABLISHED 状态,此时连接就已建立完成,客户端和服务端就可以相互发送数据了。

4.TCP四次挥手断开连接

四次挥手是断开连接的过程,需要双向断开,关于由哪一端先断开连接是没有要求的。通信的两端如果想要断开连接就需要调用close()函数,当两端都调用了该函数,四次挥手也就完成了。

客户端和服务器断开连接 -> 单向断开

服务器和客户端断开连接 -> 单向断开

进行了两次单向断开,双向断开就完成了,每进行一次单向断开,就会完成两次挥手的动作。

  • 客户端打算关闭连接,此时会发送一个 TCP 首部 FIN 标志位被置为 1 的报文,也即 FIN 报文,之后客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。
  • 服务端收到该报文后,就向客户端发送 ACK 应答报文,接着服务端进入 CLOSE_WAIT 状态。
  • 客户端收到服务端的 ACK 应答报文后,之后进入 FIN_WAIT_2 状态。
  • 等待服务端处理完数据后,也向客户端发送 FIN 报文,之后服务端进入 LAST_ACK 状态。
  • 客户端收到服务端的 FIN 报文后,回一个 ACK 应答报文,之后进入 TIME_WAIT 状态
  • 服务端收到了 ACK 应答报文后,就进入了 CLOSE 状态,至此服务端已经完成连接的关闭。
  • 客户端在经过 2MSL 一段时间后,自动进入 CLOSE 状态,至此客户端也完成连接的关闭。

你可以看到,每个方向都需要一个 FIN 和一个 ACK,因此通常被称为四次挥手

这里一点需要注意是:主动关闭连接的,才有 TIME_WAIT 状态。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/diannao/47960.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

TeamViewer手机端APP提示:请先验证账户

当你在手机端下载安装了TeamViewerAPP后,需要你先登录个人账号,然后还会要求你验证账户,同时跳转到一个网址中,但是这个网址并没有自动跳转到验证账户的位置。 解决办法: 在手机浏览器中进入下面这个网址:…

SpringCloudAlibaba-Seata2.0.0与Nacos2.2.1

一、下载 ## 下载seata wget https://github.com/apache/incubator-seata/releases/download/v2.0.0/seata-server-2.0.0.tar.gz## 解压 tar zxvf seata-server-2.0.0.tar.gz二、执行sql文件 ## 取出sql文件执行 cd /seata/script/server/db/mysql ## 找个mysql数据库执行三、…

分布式搜索引擎ES-elasticsearch入门

1.分布式搜索引擎:luceneVS Solr VS Elasticsearch 什么是分布式搜索引擎 搜索引擎:数据源:数据库或者爬虫资源 分布式存储与搜索:多个节点组成的服务,提高扩展性(扩展成集群) 使用搜索引擎为搜索提供服务。可以从海量…

算法基础之回溯法

本文将详细介绍回溯法的基本原理和适用条件,并通过经典例题辅助读者理解回溯法的思想、掌握回溯法的使用。本文给出的例题包括:N皇后问题、子集和问题。 算法原理 在问题的解空间树中,回溯法按照深度优先的搜索策略,从根结点出发…

IP溯源工具--IPTraceabilityTool

工具地址:xingyunsec/IPTraceabilityTool: 蓝队值守利器-IP溯源工具 (github.com) 工具介绍: 在攻防演练期间,对于值守人员,某些客户要求对攻击IP都进行分析溯源,发现攻击IP的时候,需要针对攻击IP进行分析…

Hive理论讲解

Hive介绍 1、Hive本质 Hive本质是【数仓设计方案】,hive本身并不存储数据【数据包含:元数据 (表)数据】。 2、hql和sql对比 sql 结构化查询语言【structured query language】hql hive/hadoop类sql查询语言【hive/hadoop query language like sql…

Python学习笔记40:游戏篇之外星人入侵(一)

前言 入门知识已经学完,常用标准库也了解了,pygame入门知识也学了,那么开始尝试小游戏的开发。 当然这个小游戏属于比较简单的小游戏,复杂的游戏需要长时间的编写累计开发经验,同时也需要一定的时间才能编写出来。现在的话还是嫩…

2024年7月16日(使用光盘创建本地仓库,引入网络镜像仓库,创建自建仓库)

了解yum源安装包的特点 了解常用的网络yum源 掌握本地和网络yum源的配置 能够使用yum工具安装软件包 rpm -ivh xxx 手动添加依赖 yum不止执行安装,会自动处理依赖安装 1、yum优点 rpm安装 (下载软件 单独安装 需要解决依赖关系) 源码安装 &am…

海外媒体发稿-瑞典SEO破茧成蝶:从0到10的实战精要-大舍传媒

海外媒体发稿-瑞典SEO破茧成蝶:从0到10的实战精要 一、迷茫与意义的探寻 有一天我找了王老师聊天,谈到生活迷茫和人生的意义。老师说了一段话:当全情投入于一件事情时,是没有时间去迷茫或思索人生意义的。我感触很深,当总感到迷…

linux服务器配置conda环境安装教程

1 软件准备 1.1 软件下载 https://repo.anaconda.com/archive/index.html 根据官网选择自己需要的版本。 这里下载的是 Anaconda3-2023.03-1-Linux-x86_64.sh 或者直接在linux中输入 wget -c https://repo.anaconda.com/archive/Anaconda3-2023.03-1-Linux-x86_64.sh 1.…

操作系统内核源码杂谈篇:临界区

临界资源,是指同一时刻只能由一个线程(linux下为进程)访问的资源,而临界区就是为了确保临界资源访问是单一数据流。 临界区的代码执行,也就是进行原子操作,不会被打断。 先分析RTOS的运行架构&#xff0c…

Paypal个人支付申请及沙箱测试配置

目录 一. 申请paypal账号二. Sanbox 测试配置申请买家Account申请卖家AccountSandbox的Client ID及密钥申请Live的Client ID及密钥申请IPN回调设置 一. 申请paypal账号 浏览器输入https://www.paypal.com, 单击注册按钮 2. 我这里申请个人账户,如果你需要企业账户&…

AI绘画入门实践|Midjourney 的模型版本

模型分类 Midjourney 的模型主要分为2大类: 默认模型:目前包括:V1, V2, V3, V4, V5.0, V5.1, V5.2, V6 NIJI模型:目前包括:NIJI V4, NIJI V5, NIJI V6 模型切换 你在服务器输入框中输入 /settings: 回车后…

【深度学习驱动智能超材料设计与应用】

在深度学习与超材料融合的背景下,不仅提高了设计的效率和质量,还为实现定制化和精准化的治疗提供了可能,展现了在材料科学领域的巨大潜力。深度学习可以帮助实现超材料结构参数的优化、电磁响应的预测、拓扑结构的自动设计、相位的预测及结构…

抖音矩阵系统源码开发部署流程分享

#短视频矩阵源码 #短视频矩阵 #源码交付 抖音矩阵系统源码开发部署流程如下: 环境配置:首先,需要安装并配置开发环境,包括安装Java JDK、MySQL数据库、Eclipse开发工具等。 数据库设计:根据抖音矩阵系统的需求&…

【数字IC/FPGA】书籍推荐(2)----《那些年,我们拿下了FPGA》

在下这几年关于数字电路、Verilog、FPGA和IC方面的书前前后后都读了不少,发现了不少好书,也在一些废话书上浪费过时间。接下来会写一系列文章,把一部分读过的书做个测评,根据个人标准按十分制满分来打分分享给大家。 概述 &#x…

【C语言】全面解析冒泡排序

文章目录 什么是冒泡排序?冒泡排序的基本实现代码解释冒泡排序的优化冒泡排序的性能分析冒泡排序的实际应用结论 在C语言编程中,排序算法是一个非常基础且重要的概念。冒泡排序作为最简单、最易理解的排序算法之一,广泛应用于各种编程教学和实…

在VS Code上搭建Vue项目教程(Vue-cli 脚手架)

1.前期环境准备 搭建Vue项目使用的是Vue-cli 脚手架。前期环境需要准备Node.js环境,就像Java开发要依赖JDK环境一样。 1.1 Node.js环境配置 1)具体安装步骤操作即可: npm 安装教程_如何安装npm-CSDN博客文章浏览阅读836次。本文主要在Win…

使用NIFI连接瀚高数据库_并从RestFul的HTTP接口中获取数据局_同步到瀚高数据库中---大数据之Nifi工作笔记0067

首先来看一下如何,使用NIFI 去连接瀚高数据库. 其实,只要配置好了链接的,连接字符串,和驱动,任何支持JDBC的数据库都可以连接的. 首先我们用一个ListDatabaseTables处理器,来连接瀚高DB 主要是看这里,连接地址,以及驱动,还有驱动的位置 这个是数据连接的配置 jdbc:highgo://…

什么是上网行为审计系统?有哪些功能?

上网行为审计系统是一种网络安全与管理工具,用于监控、记录和分析组织内部网络用户的上网行为。 这种系统旨在帮助企业或组织了解员工如何使用网络资源,确保合规性,预防安全风险,并优化网络性能。以下是上网行为审计系统的主要功…