TCP三次握手四次揮手.doc

TCP三次握手/四次揮手詳解1、建立連接協(xié)議（三次握手）（1）客戶端發(fā)送一個帶SYN標(biāo)志的TCP報文到服務(wù)器。這是三次握手過程中的報文1。（2） 服務(wù)器端回應(yīng)客戶端的，這是三次握手中的第2個報文，這個報文同時帶ACK標(biāo)志和SYN標(biāo)志。因此它表示對剛才客戶端SYN報文的回應(yīng)；同時又標(biāo)志SYN給客戶端，詢問客戶端是否準(zhǔn)備好進行數(shù)據(jù)通訊。（3） 客戶必須再次回應(yīng)服務(wù)段一個ACK報文，這是報文段3。2、連接終止協(xié)議（四次揮手） 由于TCP連接是全雙工的，因此每個方向都必須單獨進行關(guān)閉。這原則是當(dāng)一方完成它的數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)后就能發(fā)送一個FIN來終止這個方向的連接。收到一個 FIN只意味著這一方向上沒有數(shù)據(jù)流動，一個TCP連接在收到一個FIN后仍能發(fā)送數(shù)據(jù)。首先進行關(guān)閉的一方將執(zhí)行主動關(guān)閉，而另一方執(zhí)行被動關(guān)閉。（1） TCP客戶端發(fā)送一個FIN，用來關(guān)閉客戶到服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳送（報文段4）。（2） 服務(wù)器收到這個FIN，它發(fā)回一個ACK，確認(rèn)序號為收到的序號加1（報文段5）。和SYN一樣，一個FIN將占用一個序號。（3） 服務(wù)器關(guān)閉客戶端的連接，發(fā)送一個FIN給客戶端（報文段6）。（4） 客戶段發(fā)回ACK報文確認(rèn)，并將確認(rèn)序號設(shè)置為收到序號加1（報文段7）。CLOSED: 這個沒什么好說的了，表示初始狀態(tài)。LISTEN: 這個也是非常容易理解的一個狀態(tài)，表示服務(wù)器端的某個SOCKET處于監(jiān)聽狀態(tài)，可以接受連接了。SYN_RCVD: 這個狀態(tài)表示接受到了SYN報文，在正常情況下，這個狀態(tài)是服務(wù)器端的SOCKET在建立TCP連接時的三次握手會話過程中的一個中間狀態(tài)，很短暫，基本上用netstat你是很難看到這種狀態(tài)的，除非你特意寫了一個客戶端測試程序，故意將三次TCP握手過程中最后一個ACK報文不予發(fā)送。因此這種狀態(tài)時，當(dāng)收到客戶端的ACK報文后，它會進入到ESTABLISHED狀態(tài)。SYN_SENT: 這個狀態(tài)與SYN_RCVD遙想呼應(yīng)，當(dāng)客戶端SOCKET執(zhí)行CONNECT連接時，它首先發(fā)送SYN報文，因此也隨即它會進入到了SYN_SENT狀態(tài)，并等待服務(wù)端的發(fā)送三次握手中的第2個報文。SYN_SENT狀態(tài)表示客戶端已發(fā)送SYN報文。ESTABLISHED：這個容易理解了，表示連接已經(jīng)建立了。FIN_WAIT_1: 這個狀態(tài)要好好解釋一下，其實FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2狀態(tài)的真正含義都是表示等待對方的FIN報文。而這兩種狀態(tài)的區(qū)別是：FIN_WAIT_1狀態(tài)實際上是當(dāng)SOCKET在ESTABLISHED狀態(tài)時，它想主動關(guān)閉連接，向?qū)Ψ桨l(fā)送了FIN報文，此時該SOCKET即進入到FIN_WAIT_1狀態(tài)。而當(dāng)對方回應(yīng)ACK報文后，則進入到FIN_WAIT_2狀態(tài)，當(dāng)然在實際的正常情況下，無論對方何種情況下，都應(yīng)該馬上回應(yīng)ACK報文，所以FIN_WAIT_1狀態(tài)一般是比較難見到的，而FIN_WAIT_2狀態(tài)還有時常?？梢杂胣etstat看到。FIN_WAIT_2：上面已經(jīng)詳細(xì)解釋了這種狀態(tài)，實際上FIN_WAIT_2狀態(tài)下的SOCKET，表示半連接，也即有一方要求close連接，但另外還告訴對方，我暫時還有點數(shù)據(jù)需要傳送給你，稍后再關(guān)閉連接。TIME_WAIT: 表示收到了對方的FIN報文，并發(fā)送出了ACK報文，就等2MSL后即可回到CLOSED可用狀態(tài)了。如果FIN_WAIT_1狀態(tài)下，收到了對方同時帶FIN標(biāo)志和ACK標(biāo)志的報文時，可以直接進入到TIME_WAIT狀態(tài)，而無須經(jīng)過FIN_WAIT_2狀態(tài)。CLOSING: 這種狀態(tài)比較特殊，實際情況中應(yīng)該是很少見，屬于一種比較罕見的例外狀態(tài)。正常情況下，當(dāng)你發(fā)送FIN報文后，按理來說是應(yīng)該先收到（或同時收到）對方的ACK報文，再收到對方的FIN報文。但是CLOSING狀態(tài)表示你發(fā)送FIN報文后，并沒有收到對方的ACK報文，反而卻也收到了對方的FIN報文。什么情況下會出現(xiàn)此種情況呢？其實細(xì)想一下，也不難得出結(jié)論：那就是如果雙方幾乎在同時close一個SOCKET的話，那么就出現(xiàn)了雙方同時發(fā)送FIN報文的情況，也即會出現(xiàn)CLOSING狀態(tài)，表示雙方都正在關(guān)閉SOCKET連接。CLOSE_WAIT: 這種狀態(tài)的含義其實是表示在等待關(guān)閉。怎么理解呢？當(dāng)對方close一個SOCKET后發(fā)送FIN報文給自己，你系統(tǒng)毫無疑問地會回應(yīng)一個ACK報文給對方，此時則進入到CLOSE_WAIT狀態(tài)。接下來呢，實際上你真正需要考慮的事情是察看你是否還有數(shù)據(jù)發(fā)送給對方，如果沒有的話，那么你也就可以close這個SOCKET，發(fā)送FIN報文給對方，也即關(guān)閉連接。所以你在CLOSE_WAIT狀態(tài)下，需要完成的事情是等待你去關(guān)閉連接。LAST_ACK: 這個狀態(tài)還是比較容易好理解的，它是被動關(guān)閉一方在發(fā)送FIN報文后，最后等待對方的ACK報文。當(dāng)收到ACK報文后，也即可以進入到CLOSED可用狀態(tài)了。最后有2個問題的回答，我自己分析后的結(jié)論（不一定保證100%正確）1、 為什么建立連接協(xié)議是三次握手，而關(guān)閉連接卻是四次握手呢？這是因為服務(wù)端的LISTEN狀態(tài)下的SOCKET當(dāng)收到SYN報文的建連請求后，它可以把ACK和SYN（ACK起應(yīng)答作用，而SYN起同步作用）放在一個報文里來發(fā)送。但關(guān)閉連接時，當(dāng)收到對方的FIN報文通知時，它僅僅表示對方?jīng)]有數(shù)據(jù)發(fā)送給你了；但未必你所有的數(shù)據(jù)都全部發(fā)送給對方了，所以你可以未必會馬上會關(guān)閉SOCKET,也即你可能還需要發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對方之后，再發(fā)送FIN報文給對方來表示你同意現(xiàn)在可以關(guān)閉連接了，所以它這里的ACK報文和FIN報文多數(shù)情況下都是分開發(fā)送的。2、 為什么TIME_WAIT狀態(tài)還需要等2MSL后才能返回到CLOSED狀態(tài)？這是因為：雖然雙方都同意關(guān)閉連接了，而且握手的4個報文也都協(xié)調(diào)和發(fā)送完畢，按理可以直接回到CLOSED狀態(tài)（就好比從SYN_SEND狀態(tài)到ESTABLISH狀態(tài)那樣）；但是因為我們必須要假想網(wǎng)絡(luò)是不可靠的，你無法保證你最后發(fā)送的ACK報文會一定被對方收到，因此對方處于LAST_ACK狀態(tài)下的SOCKET可能會因為超時未收到ACK報文而重發(fā)FIN報文，所以這個TIME_WAIT狀態(tài)的作用就是用來重發(fā)可能丟失的ACK報文。TCP鏈接中有一個MSL的概念，也就是最大生成時間，MSL的值在一般的實現(xiàn)中取30s，有些實現(xiàn)采用2分鐘，在TCP的狀態(tài)機中的“被動關(guān)閉”:從CLOSE_WAIT到LAST_ACK中有一個如下的規(guī)則：當(dāng)T C P執(zhí)行一個主動關(guān)閉，并發(fā)回最后一個A CK,該連接必須在TIME_WAIT狀態(tài)停留的時間為2倍的MSL