简述TCP 的三次握手与四次挥手

一、三次握手

TCP连接的建立需要完成三次握手

1)首先客户端向服务器端发送一段TCP报文,随后客户端进入SYN-SENT阶段。

2)服务器端接收到来自客户端的TCP报文之后,结束LISTEN阶段。并返回一段TCP报文,随后服务器端进入SYN-RCVD阶段。

3)客户端接收到来自服务器端的确认收到数据的TCP报文之后,明确了从客户端到服务器的数据传输是正常的,结束SYN-SENT阶段。并返回最后一段TCP报文。结束SYN-SENT阶段,进入ESTABLISHED阶段。

在客户端与服务器端传输的TCP报文中,双方的确认号Ack和序号Seq的值,都是在彼此Ack和Seq值的基础上进行计算的,这样做保证了TCP报文传输的连贯性。一旦出现某一方发出的TCP报文丢失,便无法继续"握手",以此确保了"三次握手"的顺利完成。

二、为什么要三次握手?

1)为了防止服务器端开启一些无用的连接增加服务器开销,传输的过程中如果服务器端直接创建连接,当数据包因为网络原因丢失,客户端可能因为超时关闭了连接创建的请求。而服务器端的端口就一直开着,会造成服务器端开销的严重浪费。

2)已经失效的客户端发出的请求信息传输到了服务器端,服务器端以为是客户端发出的有效请求,接收后产生错误。

为了解决以上两种问题,需要第三次握手来确认这个过程,让客户端和服务器端能够及时地察觉到因为网络等一些问题导致的连接创建失败,这样服务器端的端口就可以关闭了不用一直等待,由此减少服务器开销和接收到失效请求发生的错误。

三、四次挥手

TCP连接的释放,连接的释放必须是一方主动释放,另一方被动释放。

1)首先客户端想要释放连接,向服务器端发送一段TCP报文,表示请求释放连接,客户端进入FIN-WAIT-1阶段,并且停止在客户端到服务器端方向上发送数据,但是客户端仍然能接收从服务器端传输过来的数据。

2)服务器端接收到从客户端发出的TCP报文之后,确认了客户端想要释放连接,随后服务器端结束ESTABLISHED阶段,进入CLOSE-WAIT阶段(半关闭状态)并返回一段TCP报文,进入FIN-WAIT-2阶段.

3)服务器端自从发出ACK确认报文之后,经过CLOSED-WAIT阶段,做好了释放服务器端到客户端方向上的连接准备,再次向客户端发出一段TCP报文,表示已经准备好释放连接了,进入LAST-ACK阶段。

4)客户端收到从服务器端发出的TCP报文,确认了服务器端已做好释放连接的准备,结束FIN-WAIT-2阶段,进入TIME-WAIT阶段,并向服务器端发送一段报文,随后客户端开始在TIME-WAIT阶段等待2MSL,服务器端收到从客户端发出的TCP报文之后结束LAST-ACK阶段,进入CLOSED阶段。由此正式确认关闭服务器端到客户端方向上的连接。

在客户端与服务器端传输的TCP报文中,双方的确认号Ack和序号Seq的值,都是在彼此Ack和Seq值的基础上进行计算的,这样做保证了TCP报文传输的连贯性,一旦出现某一方发出的TCP报文丢失,便无法继续挥手,以此确保了四次挥手的顺利完成。

四、为什么要四次挥手?

四次挥手的目的是终止数据传输,并回收资源。必须等待两方向都没有数据传输时才能拆除虚链路,因此必须单独分别在一个方向上终止该方向的数据传输。

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