7. TCP怎么连接的

三次握手

  1. Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,等待Server确认。
  2. Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置1,ack=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发给Client以确认连接请求。
  3. Client收到确认后,检测ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server。完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

8. 为什么要三次,两次会带来什么问题

不能两次

假如只进行两次握手,客户端发送连接请求后,会等待服务器端的应答。但是会出现的问题是,假如客户端的SYN迟迟没有到达服务器端,此时客户端超时后,会重新发送一次连接,假如重发的这次服务器端收到了,且应答客户端了,连接建立了。

但是建立后,第一个SYN也到达服务端了,这时服务端会认为这是一个新连接,会再给客户端发送一个ACK,这个ACK当然会被客户端丢弃。但是此时服务器端已经为这个连接分配资源了,而且服务器端会一直维持着这个资源,会造成资源浪费。

两次握手的问题在于服务器端不知道SYN的有效性,所以如果是三次握手,服务器端会等待客户端的第三次握手,如果第三次握手迟迟不来,服务器端就会释放相关资源

 

为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?

建立连接时因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。所以建立连接只需要三次握手。

由于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,关闭连接时,当Client端发出FIN报文段时,只是表示Client端告诉Server端数据已经发送完毕了。当Server端收到FIN报文并返回ACK报文段,表示它已经知道Client端没有数据发送了,但是Server端还是可以发送数据到Client端的,所以Server很可能并不会立即关闭SOCKET,直到Server端把数据也发送完毕。
当Server端也发送了FIN报文段时,这个时候就表示Server端也没有数据要发送了,就会告诉Client端,我也没有数据要发送了,之后彼此就会愉快的中断这次TCP连接。

为什么要等待2MSL?

MSL:报文段最大生存时间,它是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间。
有以下两个原因:

    • 第一点:保证TCP协议的全双工连接能够可靠关闭
      由于IP协议的不可靠性或者是其它网络原因,导致了Server端没有收到Client端的ACK报文,那么Server端就会在超时之后重新发送FIN,如果此时Client端的连接已经关闭处于CLOESD状态,那么重发的FIN就找不到对应的连接了,从而导致连接错乱,所以,Client端发送完最后的ACK不能直接进入CLOSED状态,而要保持TIME_WAIT,当再次收到FIN的收,能够保证对方收到ACK,最后正确关闭连接。
    • 第二点:保证这次连接的重复数据段从网络中消失
      如果Client端发送最后的ACK直接进入CLOSED状态,然后又再向Server端发起一个新连接,这时不能保证新连接的与刚关闭的连接的端口号是不同的,也就是新连接和老连接的端口号可能一样了,那么就可能出现问题:如果前一次的连接某些数据滞留在网络中,这些延迟数据在建立新连接后到达Client端,由于新老连接的端口号和IP都一样,TCP协议就认为延迟数据是属于新连接的,新连接就会接收到脏数据,这样就会导致数据包混乱。所以TCP连接需要在TIME_WAIT状态等待2倍MSL,才能保证本次连接的所有数据在网络中消失。