TCP建立连接和释放的过程,及TCP状态变迁图
一、TCP报文格式
下面是TCP报文格式图:
重要字段介绍:
(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:发起一个新连接。
(F)FIN:释放一个连接。
二、TCP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) 请求端(通常称为客户)发送一个SYN段指明客户打算连接的服务器的端口,以及初始序号。这个SYN段为报文段J。
2) 服务器发回包含服务器的初始序号的SYN报文段(报文段2)作为应答。同时,将确认序号设置为客户的ISN加1以对客户的SYN报文段进行确认。一个S Y N将占用一个序号。
3) 客户必须将确认序号设置为服务器的ISN加1以对服务器的SYN报文段进行确认(报文段3)。
三、TCP四次挥手
四次挥手(Four-Way Wavehand)即终止TCP连接,就是指断开一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中,这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发,整个流程如下图所示:
四、TCP 状态变迁图
TCP的完整状态变迁图如下:
重点说明TIME WAIT状态:
TIME WAIT状态也称为2 MSL等待状态。每个具体TCP实现必须选择一个报文段最大生存时间MSL(Maximum Segment Lifetime)。它是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间。我们知道这个时间是有限的,因为TCP报文段以IP数据报在网络内传输,而IP数据报则有限制其生存时间的TTL字段。
为什么需要TIME WAIT 状态,原因有二:
1、保证TCP协议的全双工连接能够可靠关闭(防止最后FIN的ACK在网络中丢失,如果最后发送FIN的那段,在规定时间内没有收到FIN的ACK,就会重发FIN,由于有2MSL的等待时间,那么另一端就可以再次收到FIN,再次发送一个ACK)
2、保证这次连接的迷途数据段从网络中消失(防止立即建立这个连接的替身,如果没有2 MSL等待迷途数据消失,那么有可能上一个连接的数据被当作当前连接的数据)
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