TCP(Transmission Control Protocol)　傳輸控制協(xié)議

TCP是主機(jī)對(duì)主機(jī)層的傳輸控制協(xié)議，提供可靠的連接服務(wù)，采用三次握手確認(rèn)建立一個(gè)連接:

位碼即tcp標(biāo)志位,有6種標(biāo)示:SYN(synchronous建立聯(lián)機(jī)) ACK(acknowledgement 確認(rèn)) PSH(push傳送) FIN(finish結(jié)束) RST(reset重置) URG(urgent緊急)

Sequence number(發(fā)送序列) Acknowledge number(確認(rèn)序列)

第一次握手：主機(jī)A發(fā)送位碼為syn＝1,隨機(jī)產(chǎn)生seq number=1234567的數(shù)據(jù)包到服務(wù)器，主機(jī)B由SYN=1知道，A要求建立聯(lián)機(jī)；
第二次握手：主機(jī)B收到請(qǐng)求后要確認(rèn)聯(lián)機(jī)信息，向A發(fā)送ack number=(主機(jī)A的seq+1),syn=1,ack=1,隨機(jī)產(chǎn)生seq=7654321的包
第三次握手：主機(jī)A收到后檢查ack number是否正確，即第一次發(fā)送的seq number+1,以及位碼ack是否為1，若正確，主機(jī)A會(huì)再發(fā)送ack number=(主機(jī)B的seq+1),ack=1，主機(jī)B收到后確認(rèn)seq值與ack=1則連接建立成功。
完成三次握手，主機(jī)A與主機(jī)B開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。

在TCP/IP協(xié)議中，TCP協(xié)議提供可靠的連接服務(wù)，采用三次握手建立一個(gè)連接。?
第一次握手：建立連接時(shí)，客戶(hù)端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器，并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認(rèn)；?
第二次握手：服務(wù)器收到syn包，必須確認(rèn)客戶(hù)的SYN（ack=j+1），同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時(shí)服務(wù)器進(jìn) 入SYN_RECV狀態(tài)； 第三次握手：客戶(hù)端收到服務(wù)器的SYN＋ACK包，向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1)，此包發(fā)送完畢，客戶(hù)端和服務(wù)器進(jìn)入 ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手。 完成三次握手，客戶(hù)端與服務(wù)器開(kāi)始傳送數(shù)據(jù).

握手過(guò)程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)，三次握手完畢后，客戶(hù)端與服務(wù)器才正式開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動(dòng)關(guān)閉連接之前，TCP 連接都將被一直保持下去。斷開(kāi)連接時(shí)服務(wù)器和客戶(hù)端均可以主動(dòng)發(fā)起斷開(kāi)TCP連接的請(qǐng)求，斷開(kāi)過(guò)程需要經(jīng)過(guò)“四次握手”（過(guò)程就不細(xì)寫(xiě)了，就是服務(wù)器和客戶(hù)端交互，最終確定斷開(kāi)）

四次握手?jǐn)嚅_(kāi)：

由于?TCP?連接是全雙工的，因此每個(gè)方向都必須單獨(dú)進(jìn)行關(guān)閉。這個(gè)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(gè)FIN?來(lái)終止這個(gè)方向的發(fā)送通道。收到一個(gè)?FIN?只意味著這一方向上沒(méi)有數(shù)據(jù)流動(dòng)，一個(gè)?TCP?連接在收到一個(gè)?FIN?后仍能發(fā)送數(shù)據(jù)。首先進(jìn)行關(guān)閉的一方將執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉，而另一方執(zhí)行被動(dòng)關(guān)閉。??
（?1?）客戶(hù)端?A?發(fā)送一個(gè)?FIN?，用來(lái)關(guān)閉客戶(hù)?A?到服務(wù)器?B?的數(shù)據(jù)傳送（報(bào)文段?4?）。??
（?2?）服務(wù)器?B?收到這個(gè)?FIN?，它發(fā)回一個(gè)?ACK?，確認(rèn)序號(hào)為收到的序號(hào)加?1?（報(bào)文段?5?）。和?SYN?一樣，一個(gè)FIN?將占用一個(gè)序號(hào)。??
（?3?）服務(wù)器?B?關(guān)閉與客戶(hù)端?A?的連接，發(fā)送一個(gè)?FIN?給客戶(hù)端?A?（報(bào)文段?6?）。??
（?4?）客戶(hù)端?A?發(fā)回?ACK?報(bào)文確認(rèn)，并將確認(rèn)序號(hào)設(shè)置為收到序號(hào)加?1?（報(bào)文段?7?）。??

?

?

實(shí)例:
IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: S 3626544836:3626544836
IP 192.168.1.123.7788 > 192.168.1.116.3337: S 1739326486:1739326486 ack 3626544837
IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: ack 1739326487,ack 1
第一次握手：192.168.1.116發(fā)送位碼syn＝1,隨機(jī)產(chǎn)生seq number=3626544836的數(shù)據(jù)包到192.168.1.123,192.168.1.123由SYN=1知道192.168.1.116要求建立聯(lián)機(jī);
第二次握手：192.168.1.123收到請(qǐng)求后要確認(rèn)聯(lián)機(jī)信息，向192.168.1.116發(fā)送ack number=3626544837,syn=1,ack=1,隨機(jī)產(chǎn)生seq=1739326486的包;
第三次握手：192.168.1.116收到后檢查ack number是否正確，即第一次發(fā)送的seq number+1,以及位碼ack是否為1，若正確，192.168.1.116會(huì)再發(fā)送ack number=1739326487,ack=1，192.168.1.123收到后確認(rèn)seq=seq+1,ack=1則連接建立成功。

http實(shí)例：
pc瀏覽服務(wù)器網(wǎng)頁(yè)此過(guò)程不包括域名查詢(xún)，只描述TCP與http數(shù)據(jù)流的變化。
一、pc與http服務(wù)器進(jìn)行三次握手來(lái)建立連接。
1.pc：seq=0 ack=0 syn=1 ack=0 發(fā)送給服務(wù)器建立同步請(qǐng)求。
2.server： seq=0 ack=1 syn=1 ack=1 發(fā)送給客戶(hù)端建立同步響應(yīng).
3.pc:seq=1 ack=1 syn=0 ack=1 發(fā)送給服務(wù)器,三次握手完成建立同步信息成功.
4.pc產(chǎn)生http數(shù)據(jù)消息,向服務(wù)器發(fā)送get請(qǐng)求.
5.服務(wù)器收到請(qǐng)求并發(fā)送TCP確認(rèn),然后發(fā)送http數(shù)據(jù)信息給客戶(hù)端的瀏覽器.
6.客戶(hù)端收到服務(wù)器的http信息,然后發(fā)送TCP確認(rèn)信息給服務(wù)器.
7.客戶(hù)端發(fā)送FIN+ACK給服務(wù)器,要求結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸.
8.服務(wù)器發(fā)送TCP確認(rèn)消息用于確認(rèn)pc的TCP的FIN消息
9.服務(wù)器向客戶(hù)端發(fā)送FIN+ACK消息用于結(jié)束TCP會(huì)話.
10.客戶(hù)端發(fā)送確認(rèn)信息給服務(wù)器,整個(gè)會(huì)話結(jié)束.

HTTP連接
HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(Hypertext Transfer Protocol )，是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是手機(jī)聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一，HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用。
HTTP連接最顯著的特點(diǎn)是客戶(hù)端發(fā)送的每次請(qǐng)求都需要服務(wù)器回送響應(yīng)，在請(qǐng)求結(jié)束后，會(huì)主動(dòng)釋放連接。從建立連接到關(guān)閉連接的過(guò)程稱(chēng)為“一次連接”。
1）在HTTP 1.0中，客戶(hù)端的每次請(qǐng)求都要求建立一次單獨(dú)的連接，在處理完本次請(qǐng)求后，就自動(dòng)釋放連接。
2）在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個(gè)請(qǐng)求，并且多個(gè)請(qǐng)求可以重疊進(jìn)行，不需要等待一個(gè)請(qǐng)求結(jié)束后再發(fā)送下一個(gè)請(qǐng)求。
由于HTTP在每次請(qǐng)求結(jié)束后都會(huì)主動(dòng)釋放連接，因此HTTP連接是一種“短連接”，要保持客戶(hù)端程序的在線狀態(tài)，需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求。通常 的做法是即時(shí)不需要獲得任何數(shù)據(jù)，客戶(hù)端也保持每隔一段固定的時(shí)間向服務(wù)器發(fā)送一次“保持連接”的請(qǐng)求，服務(wù)器在收到該請(qǐng)求后對(duì)客戶(hù)端進(jìn)行回復(fù)，表明知道客戶(hù)端“在線”。若服務(wù)器長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到客戶(hù)端的請(qǐng)求，則認(rèn)為客戶(hù)端“下線”，若客戶(hù)端長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到服務(wù)器的回復(fù)，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開(kāi)。
問(wèn)題:
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?yàn)榉?wù)端的?LISTEN?狀態(tài)下的?SOCKET?當(dāng)收 到?SYN?報(bào)文的建立連接請(qǐng)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(gè)報(bào)文里來(lái)發(fā)送。但關(guān)閉連接時(shí)， 當(dāng)收到對(duì)方的?FIN?報(bào)文通知時(shí)，它僅僅表示對(duì)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(duì)方了，所以你可以未必會(huì)馬上會(huì)關(guān)閉?SOCKET,?也即你可能還需要發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對(duì)方之后，再發(fā)送?FIN?報(bào)文給對(duì)方來(lái)表示你同意現(xiàn)在可以關(guān)閉連接了，所以它這里的?ACK?報(bào)文 和?FIN報(bào)文多數(shù)情況下都是分開(kāi)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?yàn)殡m然雙方都同意關(guān)閉連接了，而且握手的?4?個(gè)報(bào)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?yàn)槲覀儽仨氁傧刖W(wǎng)絡(luò)是不可靠的，你無(wú)法保證你最后發(fā)送的?ACK?報(bào)文會(huì)一定被對(duì)方收到，因此對(duì)方處 于?LAST_ACK?狀態(tài)下的?SOCKET?可能會(huì)因?yàn)槌瑫r(shí)未收到?ACK?報(bào)文，而重發(fā)?FIN?報(bào)文，所以這個(gè)?TIME_WAIT?狀態(tài)的作用 就是用來(lái)重發(fā)可能丟失的?ACK?報(bào)文

總結(jié)：
三次握手，三種狀態(tài)（SYN_SEND\SYN_RECV\ESTABLISHED）；兩種包(請(qǐng)求包\應(yīng)答包)，兩樣?xùn)|西（標(biāo)志位碼\序列號(hào)碼）
四次握手，兩次分開(kāi)
心跳監(jiān)測(cè)（client-<保持>-server-<在線>-client）

《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實(shí)踐50位技術(shù)專(zhuān)家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的TCP/IP详解--TCP/IP中三次握手 四次握手状态分析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。