(1)三次握手
三次握手(Three-way Handshake)其實(shí)就是指建立一個(gè)TCP連接時(shí),需要客戶端和服務(wù)器總共發(fā)送3個(gè)包。進(jìn)行三次握手的主要作用就是為了確認(rèn)雙方的接收能力和發(fā)送能力是否正常、指定自己的初始化序列號為后面的可靠性傳送做準(zhǔn)備。實(shí)質(zhì)上其實(shí)就是連接服務(wù)器指定端口,建立TCP連接,并同步連接雙方的序列號和確認(rèn)號,交換TCP窗口大小信息。
剛開始客戶端處于 Closed 的狀態(tài),服務(wù)端處于 Listen 狀態(tài)。
第一次握手:客戶端給服務(wù)端發(fā)一個(gè) SYN 報(bào)文,并指明客戶端的初始化序列號 ISN,此時(shí)客戶端處于 SYN_SEND 狀態(tài)。
首部的同步位SYN=1,初始序號seq=x,SYN=1的報(bào)文段不能攜帶數(shù)據(jù),但要消耗掉一個(gè)序號。
第二次握手:服務(wù)器收到客戶端的 SYN 報(bào)文之后,會(huì)以自己的 SYN 報(bào)文作為應(yīng)答,并且也是指定了自己的初始化序列號 ISN。同時(shí)會(huì)把客戶端的 ISN + 1 作為ACK 的值,表示自己已經(jīng)收到了客戶端的 SYN,此時(shí)服務(wù)器處于 SYN_REVD 的狀態(tài)。
在確認(rèn)報(bào)文段中SYN=1,ACK=1,確認(rèn)號ack=x+1,初始序號seq=y
第三次握手:客戶端收到 SYN 報(bào)文之后,會(huì)發(fā)送一個(gè) ACK 報(bào)文,當(dāng)然,也是一樣把服務(wù)器的 ISN + 1 作為 ACK 的值,表示已經(jīng)收到了服務(wù)端的 SYN 報(bào)文,此時(shí)客戶端處于 ESTABLISHED 狀態(tài)。服務(wù)器收到 ACK 報(bào)文之后,也處于 ESTABLISHED 狀態(tài),此時(shí),雙方已建立起了連接。
確認(rèn)報(bào)文段ACK=1,確認(rèn)號ack=y+1,序號seq=x+1(初始為seq=x,第二個(gè)報(bào)文段所以要+1),ACK報(bào)文段可以攜帶數(shù)據(jù),不攜帶數(shù)據(jù)則不消耗序號。
那為什么要三次握手呢?兩次不行嗎?
為了確認(rèn)雙方的接收能力和發(fā)送能力都正常
如果是用兩次握手,則會(huì)出現(xiàn)下面這種情況:
如客戶端發(fā)出連接請求,但因連接請求報(bào)文丟失而未收到確認(rèn),于是客戶端再重傳一次連接請求。后來收到了確認(rèn),建立了連接。數(shù)據(jù)傳輸完畢后,就釋放了連接,客戶端共發(fā)出了兩個(gè)連接請求報(bào)文段,其中第一個(gè)丟失,第二個(gè)到達(dá)了服務(wù)端,但是第一個(gè)丟失的報(bào)文段只是在某些網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)長時(shí)間滯留了,延誤到連接釋放以后的某個(gè)時(shí)間才到達(dá)服務(wù)端,此時(shí)服務(wù)端誤認(rèn)為客戶端又發(fā)出一次新的連接請求,于是就向客戶端發(fā)出確認(rèn)報(bào)文段,同意建立連接,不采用三次握手,只要服務(wù)端發(fā)出確認(rèn),就建立新的連接了,此時(shí)客戶端忽略服務(wù)端發(fā)來的確認(rèn),也不發(fā)送數(shù)據(jù),則服務(wù)端一致等待客戶端發(fā)送數(shù)據(jù),浪費(fèi)資源。
簡單來說就是以下三步:
第一次握手: 客戶端向服務(wù)端發(fā)送連接請求報(bào)文段。該報(bào)文段中包含自身的數(shù)據(jù)通訊初始序號。請求發(fā)送后,客戶端便進(jìn)入 SYN-SENT 狀態(tài)。
第二次握手: 服務(wù)端收到連接請求報(bào)文段后,如果同意連接,則會(huì)發(fā)送一個(gè)應(yīng)答,該應(yīng)答中也會(huì)包含自身的數(shù)據(jù)通訊初始序號,發(fā)送完成后便進(jìn)入 SYN-RECEIVED 狀態(tài)。
第三次握手: 當(dāng)客戶端收到連接同意的應(yīng)答后,還要向服務(wù)端發(fā)送一個(gè)確認(rèn)報(bào)文??蛻舳税l(fā)完這個(gè)報(bào)文段后便進(jìn)入 ESTABLISHED 狀態(tài),服務(wù)端收到這個(gè)應(yīng)答后也進(jìn)入 ESTABLISHED 狀態(tài),此時(shí)連接建立成功。
TCP 三次握手的建立連接的過程就是相互確認(rèn)初始序號的過程,告訴對方,什么樣序號的報(bào)文段能夠被正確接收。 第三次握手的作用是客戶端對服務(wù)器端的初始序號的確認(rèn)。如果只使用兩次握手,那么服務(wù)器就沒有辦法知道自己的序號是否 已被確認(rèn)。同時(shí)這樣也是為了防止失效的請求報(bào)文段被服務(wù)器接收,而出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況。
(2)四次揮手