tcp连接建立和断开
TCP协议作为传输层主要协议之一,具有面向连接,端到端,可靠的全双工通信,面向字节流的数据传输协议。
1、TCP报文段
虽然TCP面试字节流,但TCP传输的数据单元却是报文段。TCP报文段分为TCP首部和数据部分,TCP报文段首部的前20个字节是固定的,后面有4n字节是更具需要而增加的选项,最大为40字节
- 源端口和目的端口 各占两个字节,TCP的分用功能也是通过端口实现的。
- 序号 占4个字节,范围是[0,232],TCP是面向字节流的,每个字节都是按顺序编号。例如一个报文段,序号字段是201,携带数据长度是100,那么第一个数据的序号就是201,最后一个就是300。当达到最大范围,又从0开始。
- 确认号 占4个字节,是期望收到对方下一个报文段的第一个字节的序号。若确认号=N,则表示序号N前所有的数据已经正确收到了。
- 数据偏移 占4位,表示报文段的数据部分的起始位置,距离报文段的起始位置的距离。间接的指出首部的长度。
- 保留 占6位,保留使用,目前为0.
- URG(紧急) 当URG=1,表明紧急指针字段有效,该报文段有紧急数据,应尽快发送。
- ACK(确认) 仅当ACK=1时,确认号才有效,连接建立后,所有的报文段ACK都为1。
- PSH(推送) 接收方接收到PSH=1的报文段,会尽快交付接收应用经常,不再等待整个缓存填满再交付。实际较少使用。
- RST(复位) RST=1时,表明TCP连接中出现严重差错,必须是否连接,再重连。
- SYN(同步) 在建立连接时用来同步序号。当SYN=1,ACK=0,则表明是一个连接请求报文段。SYN=1,ACK=1则表示对方同意连接。TCP建立连接用到。
- FIN(终止) 用来释放一个连接窗口。当FIN=1时,表明此报文段的发送方不再发送数据,请求释放单向连接。TCP断开连接用到。
- 窗口 占2个字节,表示自己的发送方自己的接收窗口,窗口值用来告诉对方允许发送的数据量。
- 校验和 占2字节,检验和字段查验范围包括首部和数据部分。
- 紧急指正 占2字节,URG=1时,紧急指针指出本报文段中的紧急数据的字节数(紧急字节数结束后为普通字节)。
- 选项 长度可变,最长可达40字节。例如最大报文段长度MSS。MSS指的是数据部分的长度而不是整个TCP报文段长度,MSS默认为536字节长。窗口扩大,时间戳选项等。
2、TCP建立连接-三次握手
第一次:客户端发送连接请求报文给服务端,其中SYN=1,seq=x。发送完毕后进入YSN_END状态。
第二次:服务端接收到报文后,发回确认报文,其中ACK=1,ack=x+1,因为需要客户端确认,所以报文中也有SYN=1,seq=y的信息。发送完后进入SYN_RCVD状态。
第三次:客户端接收到报文后,发送确认报文,其中ACK=1,ack=y+1。发送完客户端进入ESTABLISHED状态,服务端接收到报文后,进入ESTABLISHED状态。到此,连接建立完成。
3、TCP断开连接-四次挥手
第一次挥手:客户端发送FIN=1,seq=x的包给服务端,表示自己没有数据要进行传输,单面连接传输要关闭。发送完后,客户端进入FIN_WAIT_1状态。
第二次挥手:服务端收到请求包后,发回ACK=1,ack=x+1的确认包,表示确认断开连接。服务端进入CLOSE_WAIT状态。客户端收到该包后,进入FIN_WAIT_2状态。此时客户端到服务端的数据连接已断开。
第三次挥手:服务端发送FIN=1,seq=y的包给客户端,表示自己没有数据要给客户端了。发送完后进入LAST_ACK状态,等待客户端的确认包。
第四次挥手:客户端收到请求包后,发送ACK=1,ack=y+1的确认包给服务端,并进入TIME_WAIT状态,有可能要重传确认包。服务端收到确认包后,进入CLOSED状态,服务端到客户端的连接已断开。客户端等到一段时间后也会进入CLOSED状态。
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