简析TCP的三次握手与四次分手<转>
TCP是什么?
具体的关于TCP是什么,我不打算详细的说了;当你看到这篇文章时,我想你也知道TCP的概念了,想要更深入的了解TCP的工作,我们就继续。它只是一个超级麻烦的协议,而它又是互联网的基础,也是每个程序员必备的基本功。首先来看看OSI的七层模型:我们需要知道TCP工作在网络OSI的七层模型中的第四层——Transport层,IP在第三层——Network层,ARP在第二层——Data Link层;在第二层上的数据,我们把它叫Frame,在第三层上的数据叫Packet,第四层的数据叫Segment。 同时,我们需要简单的知道,数据从应用层发下来,会在每一层都会加上头部信息,进行封装,然后再发送到数据接收端。这个基本的流程你需要知道,就是每个数据都会经过数据的封装和解封装的过程。 在OSI七层模型中,每一层的作用和对应的协议如下:
TCP是一个协议,那这个协议是如何定义的,它的数据格式是什么样子的呢?要进行更深层次的剖析,就需要了解,甚至是熟记TCP协议中每个字段的含义。哦,来吧。
上面就是TCP协议头部的格式,由于它太重要了,是理解其它内容的基础,下面就将每个字段的信息都详细的说明一下。
- Source Port和Destination Port:分别占用16位,表示源端口号和目的端口号;用于区别主机中的不同进程,而IP地址是用来区分不同的主机的,源端口号和目的端口号配合上IP首部中的源IP地址和目的IP地址就能唯一的确定一个TCP连接;
- Sequence Number:用来标识从TCP发端向TCP收端发送的数据字节流,它表示在这个报文段中的的第一个数据字节在数据流中的序号;主要用来解决网络报乱序的问题;
- Acknowledgment Number:32位确认序列号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号,因此,确认序号应当是上次已成功收到数据字节序号加1。不过,只有当标志位中的ACK标志(下面介绍)为1时该确认序列号的字段才有效。主要用来解决不丢包的问题;
- Offset:给出首部中32 bit字的数目,需要这个值是因为任选字段的长度是可变的。这个字段占4bit(最多能表示15个32bit的的字,即4*15=60个字节的首部长度),因此TCP最多有60字节的首部。然而,没有任选字段,正常的长度是20字节;
- TCP Flags:TCP首部中有6个标志比特,它们中的多个可同时被设置为1,主要是用于操控TCP的状态机的,依次为
ACK
,RST
,FIN
。每个标志位的意思如下:- URG:此标志表示TCP包的紧急指针域(后面马上就要说到)有效,用来保证TCP连接不被中断,并且督促中间层设备要尽快处理这些数据;
- ACK:此标志表示应答域有效,就是说前面所说的TCP应答号将会包含在TCP数据包中;有两个取值:0和1,为1的时候表示应答域有效,反之为0;
- PSH:这个标志位表示Push操作。所谓Push操作就是指在数据包到达接收端以后,立即传送给应用程序,而不是在缓冲区中排队;
- RST:这个标志表示连接复位请求。用来复位那些产生错误的连接,也被用来拒绝错误和非法的数据包;
- SYN:表示同步序号,用来建立连接。
ACK
标志位搭配使用,当连接请求的时候,ACK
=0;连接被响应的时候,ACK
=1;这个标志的数据包经常被用来进行端口扫描。扫描者发送一个只有FIN
标志位的TCP数据包后,连接将被断开。这个标志的数据包也经常被用于进行端口扫描。
- Window:窗口大小,也就是有名的滑动窗口,用来进行流量控制;这是一个复杂的问题,这篇博文中并不会进行总结的;
好了,基本知识都已经准备好了,开始下一段的征程吧。
三次握手又是什么?
TCP是面向连接的,无论哪一方向另一方发送数据之前,都必须先在双方之间建立一条连接。在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,连接是通过三次握手进行初始化的。三次握手的目的是同步连接双方的序列号和确认号并交换
TCP窗口大小信息。这就是面试中经常会被问到的TCP三次握手。只是了解TCP三次握手的概念,对你获得一份工作是没有任何帮助的,你需要去了解TCP三次握手中的一些细节。先来看图说话。多么清晰的一张图,当然了,也不是我画的,我也只是引用过来说明问题了。
- 第一次握手:建立连接。客户端发送连接请求报文段,将
Sequence
为x;然后,客户端进入
NumberSYN
报文段。服务器收到客户端的SYN
报文段进行确认,设置Sequence Number
+1);同时,自己自己还要发送SYN
位置为1,SYN+ACK
报文段)中,一并发送给客户端,此时服务器进入SYN+ACK
报文段。然后将ACK
报文段,这个报文段发送完毕以后,客户端和服务器端都进入
完成了三次握手,客户端和服务器端就可以开始传送数据。以上就是TCP三次握手的总体介绍。那四次分手呢?
当客户端和服务器通过三次握手建立了TCP连接以后,当数据传送完毕,肯定是要断开TCP连接的啊。那对于TCP的断开连接,这里就有了神秘的“四次分手”。
- 第一次分手:主机1(可以使客户端,也可以是服务器端),设置
Acknowledgment
,向主机2发送一个
NumberFIN_WAIT_1
状态;这表示主机1没有数据要发送给主机2了; - 第二次分手:主机2收到了主机1发送的
ACK
报文段,Sequence Number
加1;主机1进入FIN
报文段,请求关闭连接,同时主机2进入FIN
报文段,向主机2发送TIME_WAIT
状态;主机2收到主机1的
至此,TCP的四次分手就这么愉快的完成了。当你看到这里,你的脑子里会有很多的疑问,很多的不懂,感觉很凌乱;没事,我们继续总结。为什么要三次握手
既然总结了TCP的三次握手,那为什么非要三次呢?怎么觉得两次就可以完成了。那TCP为什么非要进行三次连接呢?在谢希仁的《计算机网络》中是这样说的:
为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端,因而产生错误。
在书中同时举了一个例子,如下:
“已失效的连接请求报文段”的产生在这样一种情况下:client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失,而是在某个网络结点长时间的滞留了,以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后,就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段,同意建立连接。假设不采用“三次握手”,那么只要server发出确认,新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求,因此不会理睬server的确认,也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立,并一直等待client发来数据。这样,server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况,client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认,就知道client并没有要求建立连接。”
这就很明白了,防止了服务器端的一直等待而浪费资源。
根本目的在于建立的连接让双方都知道已经建立了,两次的话如果第一次的client的请求被耽搁了很久,client超时之后知道上一次没建立成功。可是这时候建立连接的请求到达了server,那么server会在发出确认后建立连接。server端会占用资源,而真正的连接并没有建立成功。引入三次握手之后,同样的场景,server不会在发出确认后就建立连接,而是要等待client的ack确认,但是由于client发送的请求超时了,client认为不会建立了,即使收到了server的建立成功确认,client也不会响应而直接抛弃,那么server等待超时之后也就放弃了本次连接。
为什么要四次分手
那四次分手又是为何呢?TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。TCP是全双工模式,这就意味着,当主机1发出
ACK
报文段时,表示它已经知道主机1没有数据发送了,但是主机2还是可以发送数据到主机1的;当主机2也发送了 FIN_WAIT_1
和FIN_WAIT_1
状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时,它想主动关闭连接,向对方发送了FIN_WAIT_1
状态。而当对方回应ACK报文后,则进入到FIN_WAIT_1
状态一般是比较难见到的,而FIN_WAIT_2
:上面已经详细解释了这种状态,实际上CLOSE_WAIT
:这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢?当对方close一个SOCKET后发送CLOSE_WAIT
状态。接下来呢,实际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方,如果没有的话,那么你也就可以
close这个SOCKET,发送CLOSE_WAIT
状态下,需要完成的事情是等待你去关闭连接。(被动方)FIN
报文后,最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后,也即可以进入到CLOSED可用状态了。(被动方)TIME_WAIT
状态,而无须经过CLOSED
: 表示连接中断。
我想你应该懂了
总结到这里,也该结束了,但是对于TCP的学习远还没有结束。TCP是一个非常复杂的协议,这里稍微总结了一下TCP的连接与断开连接是发生的事情,其中还有很多的“坑”,让我们后续有时间再继续填吧。好了,完毕!
- 第一次分手:主机1(可以使客户端,也可以是服务器端),设置
简析TCP的三次握手与四次分手<转>的更多相关文章
- 简析TCP的三次握手与四次分手【转】
转自 简析TCP的三次握手与四次分手 | 果冻想http://www.jellythink.com/archives/705 TCP是什么? 具体的关于TCP是什么,我不打算详细的说了:当你看到这篇文 ...
- 简析TCP的三次握手与四次分手
TCP是什么? 具体的关于TCP是什么,我不打算详细的说了:当你看到这篇文章时,我想你也知道TCP的概念了,想要更深入的了解TCP的工作,我们就继续.它只是一个超级麻烦的协议,而它又是互联网的基础,也 ...
- 【转载】简析TCP的三次握手与四次分手
最近在补习HTTP协议相关知识点,看到这篇讲得不错,所以转载收藏一下,同时也分享给大家.原文地址:http://www.jellythink.com/archives/705,版权归原作者所有. TC ...
- 大杂烩 -- 简析TCP的三次握手与四次分手
基础大杂烩 -- 目录 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- - ...
- 简析TCP的三次握手与四次分手(TCP协议头部的格式,数据从应用层发下来,会在每一层都会加上头部信息,进行封装,然后再发送到数据接收端)good
2014-10-30 分类:理论基础 / 网络开发 阅读(4127) 评论(29) TCP是什么? 具体的关于TCP是什么,我不打算详细的说了:当你看到这篇文章时,我想你也知道TCP的概念了,想要更 ...
- 简析TCP的三次握手与四次挥手
TCP是什么? 具体的关于TCP是什么,我不打算详细的说了:当你看到这篇文章时,我想你也知道TCP的概念了,想要更深入的了解TCP的工作,我们就继续.它只是一个超级麻烦的协议,而它又是互联网的基础,也 ...
- TCP的三次握手和四次分手
TCP的三次握手 图解: • 第一次握手:客户端发送syn包到服务器,并进入syn_send状态,等待服务器进行确认: • 第二次握手:服务器收到客户端的syn包,必须确认客户的SYN,同时自 ...
- TCP的三次握手与四次分手
TCP的位置 TCP工作在网络OSI的七层模型中的第四层——Transport层,IP在第三层——Network层,ARP在第二层——Data Link层: 在第二层上的数据,我们把它叫Frame,在 ...
- 抓包分析TCP的三次握手和四次分手
一:三次握手 三次的握手的过程是: 1.由发起方HostA向被叫方HostB发出请求报文段,此时首部中的同步位SYN=1,同时选择一个序列号seq=x.TCP规定,SYN报文(即SYN=1的报文段)不 ...
随机推荐
- tableView的用法具体解释
1 tableView的类型 1.1 UITableViewStylePlain 没有区头 不显区头 向上滑动区头不会移动到屏幕外面 ' 1.2 UITableViewStyleGrou ...
- ios开发中用过的一些外部库总结 cocoapods list
下面几个库是在之前的一个ios app开发中使用过的一些外部库: 1. zbar :2. shakebox :3. processbar :4. tableviewcontroller :新版的sta ...
- Android开发实现计算器的例子
例子 代码如下 复制代码 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" a ...
- C# 对文件与文件夹的操作包括删除、移动与复制
在.Net中,对文件(File)和文件夹(Folder)的操作可以使用File类和Directory类,也可以使用FileInfo类和DirectoryInfo类.文件夹(Folder)是只在Wind ...
- Android中五种常用的menu
Android Menu在手机的应用中起着导航的作用,作者总结了5种常用的Menu. 1.左右推出的Menu 前段时间比较流行,我最早是在海豚浏览器中看到的,当时耳目一新.最早使用左右推出菜单的,听说 ...
- [LeetCode] Contains Duplicate & Contains Duplicate II
Contains Duplicate Given an array of integers, find if the array contains any duplicates. Your funct ...
- HTML5 History API让ajax能回退到上一页
HTML5 History API提供了一种功能,能让开发人员在不刷新整个页面的情况下修改站点的URL.这个功能很有用,例如通过一段JavaScript代码局部加载页面的内容,你希望通过改变当前页面的 ...
- zabbix 对/etc/ssh/sshd_config文件的监控 但status为unknowen
原因为该文件没有被访问的权限: # ll /etc/ssh/sshd_config -rw------- root root Apr : /etc/ssh/sshd_config 授权后再看: [ro ...
- 【小白的CFD之旅】19 来自计算网格的困惑
经过一年的忙碌,终于又到了寒假时间,小白又满状态复活了. 这一年小白学了很多的课程,但是一年下来,小白却感觉脑袋里没留下什么东西,貌似什么东西都在考完试的那一刹那全还回给老师了.这一年学习之余,小白仍 ...
- Android 编程下string-array 的使用
在实际开发中,当数据为固定数据.数据量不是很大.希望很方便的获取到这些数据的时候,可以考虑使用这种低成本的方式来获取预装数据.将想要保存的数据存储到 values 文件夹下的 arrays.xml 文 ...