TCP三次握手和四次挥手以及11种状态

1、三次握手

置位概念:根据TCP的包头字段,存在3个重要的标识ACK、SYN、FIN
ACK:表示验证字段
SYN:位数置1,表示建立TCP连接
FIN:位数置1,表示断开TCP连接

TCP三次握手和四次挥手以及11种状态

三次握手过程说明:
1、由客户端发送建立TCP连接的请求报文,其中报文中包含seq序列号,是由发送端随机生成的,并且将报文中的SYN字段置为1,表示需要建立TCP连接。(SYN=1,seq=x,x为随机生成数值)
2、由服务端回复客户端发送的TCP连接请求报文,其中包含seq序列号,是由回复端随机生成的,并且将SYN置为1,而且会产生ACK字段,ACK字段数值是在客户端发送过来的序列号seq的基础上加1进行回复,以便客户端收到信息时,知晓自己的TCP建立请求已得到验证。(SYN=1,ACK=x+1,seq=y,y为随机生成数值)这里的ack加1可以理解为是确认和谁建立连接。
3、客户端收到服务端发送的TCP建立验证请求后,会使自己的序列号加1表示,并且再次回复ACK验证请求,在服务端发过来的seq上加1进行回复。(SYN=1,ACK=y+1,seq=x+1)

2、四次挥手

TCP三次握手和四次挥手以及11种状态

四次挥手过程说明:
1、客户端发送断开TCP连接请求的报文,其中报文中包含seq序列号,是由发送端随机生成的,并且还将报文中的FIN字段置为1,表示需要断开TCP连接。(FIN=1,seq=x,x由客户端随机生成)

2、服务端会回复客户端发送的TCP断开请求报文,其包含seq序列号,是由回复端随机生成的,而且会产生ACK字段,ACK字段数值是在客户端发过来的seq序列号基础上加1进行回复,以便客户端收到信息时,知晓自己的TCP断开请求已经得到验证。(FIN=1,ACK=x+1,seq=y,y由服务端随机生成)
3、服务端在回复完客户端的TCP断开请求后,不会马上进行TCP连接的断开,服务端会先确保断开前,所有传输到A的数据是否已经传输完毕,一旦确认传输数据完毕,就会将回复报文的FIN字段置1,并且产生随机seq序列号。(FIN=1,ACK=x+1,seq=z,z由服务端随机生成)
4、客户端收到服务端的TCP断开请求后,会回复服务端的断开请求,包含随机生成的seq字段和ACK字段,ACK字段会在服务端的TCP断开请求的seq基础上加1,从而完成服务端请求的验证回复。(FIN=1,ACK=z+1,seq=h,h为客户端随机生成)
至此TCP断开的4次挥手过程完毕

3、11种状态

TCP三次握手和四次挥手以及11种状态

1、一开始,建立连接之前服务器和客户端的状态都为CLOSED;
2、服务器创建socket后开始监听,变为LISTEN状态;
3、客户端请求建立连接,向服务器发送SYN报文,客户端的状态变味SYN_SENT;
4、服务器收到客户端的报文后向客户端发送ACK和SYN报文,此时服务器的状态变为SYN_RCVD;
5、然后,客户端收到ACK、SYN,就向服务器发送ACK,客户端状态变为ESTABLISHED;
6、服务器端收到客户端的ACK后变为ESTABLISHED。此时3次握手完成,连接建立!

TCP三次握手和四次挥手以及11种状态

由于TCP连接是全双工的,断开连接会比建立连接麻烦一点点。
1、客户端先向服务器发送FIN报文,请求断开连接,其状态变为FIN_WAIT1;
2、服务器收到FIN后向客户端发送ACK,服务器的状态围边CLOSE_WAIT;
3、客户端收到ACK后就进入FIN_WAIT2状态,此时连接已经断开了一半了。如果服务器还有数据要发送给客户端,就会继续发送;
4、直到发完数据,就会发送FIN报文,此时服务器进入LAST_ACK状态;
5、客户端收到服务器的FIN后,马上发送ACK给服务器,此时客户端进入TIME_WAIT状态;
6、再过了2MSL长的时间后进入CLOSED状态。服务器收到客户端的ACK就进入CLOSED状态。
至此,还有一个状态没有出来:CLOSING状态。
CLOSING状态表示:
客户端发送了FIN,但是没有收到服务器的ACK,却收到了服务器的FIN,这种情况发生在服务器发送的ACK丢包的时候,因为网络传输有时会有意外。

LISTEN:等待从任何远端TCP 和端口的连接请求。

SYN_SENT:发送完一个连接请求后等待一个匹配的连接请求。

SYN_RECEIVED:发送连接请求并且接收到匹配的连接请求以后等待连接请求确认。

ESTABLISHED:表示一个打开的连接,接收到的数据可以被投递给用户。连接的数据传输阶段的正常状态。

FIN_WAIT_1:等待远端TCP 的连接终止请求,或者等待之前发送的连接终止请求的确认。

FIN_WAIT_2:等待远端TCP 的连接终止请求。

CLOSE_WAIT:等待本地用户的连接终止请求。

CLOSING:等待远端TCP 的连接终止请求确认。

LAST_ACK:等待先前发送给远端TCP 的连接终止请求的确认(包括它字节的连接终止请求的确认)

TIME_WAIT:等待足够的时间过去以确保远端TCP 接收到它的连接终止请求的确认。
TIME_WAIT 两个存在的理由:
          1.可靠的实现tcp全双工连接的终止;
          2.允许老的重复分节在网络中消逝。

CLOSED:不在连接状态(这是为方便描述假想的状态,实际不存在)