了解TCP协议(TCP报文,TCP的分成管理,TCP与UDP,TCP的三次握手四次挥手原理)

了解TCP/IP协议

TCP/IP传输协议,即传输控制/网络协议,也叫作网络通讯协议。它是在网络的使用中的最基本的通信协议。TCP/IP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。并且,TCP/IP传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。TCP/IP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构,应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。

TCP报文格式

在这里插入图片描述

源端口号:16位字段,为发送方进程对应的端口号。

目标端口号:16位字段,对应的是接收端的进程,接收端收到数据后,根据这个端口号来确定吧这个数据送给哪个应用程序的进程。

首部长度:一般是20字节,最大可以扩展为60字节。用它可以确定首部数据结构的字节长度。

SYN:同步序号位,TCP需要建立连接时将该值设为1

ACK:确认序号位,当该位为1时,用于确认发送方的数据
FIN:当TCP断开连接时将该位置为1

TCP/IP 的分层管理

TCP/IP协议里最重要的一点就是分层。TCP/IP协议族按层次分别为 应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层。当然也有按不同的模型分为4层或者7层的。

image-20191027150352733

  1. 物理层

    该层负责 比特流在节点之间的传输,即负责物理传输,这一层的协议既与链路有关,也与传输的介质有关。通俗来说就是把计算机连接起来的物理手段。

  2. 数据链路层

    控制网络层与物理层之间的通信,主要功能是保证物理线路上进行可靠的数据传递。为了保证传输,从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。帧是用来移动数据结构的结构包,他不仅包含原始数据,还包含发送方和接收方的物理地址以及纠错和控制信息。

  3. 网络层

    决定如何将数据从发送方路由到接收方。

  4. 传输层

    该层为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。传输层有两个传输协议:TCP(传输控制协议)和 UDP(用户数据报协议)。其中,TCP是一个可靠的面向连接的协议,udp是不可靠的或者说无连接的协议

  5. 应用层

    应用程序收到传输层的数据后,接下来就要进行解读。解读必须事先规定好格式,而应用层就是规定应用程序的数据格式。主要的协议有:HTTP.FTP,Telent等。

TCP与UDP

image-20191027212512703

TCP的三次握手与四次挥手

  • 第一次握手:建立连接。客户端发送连接请求报文段,并将syn(标记位)设置为1,Squence Number(数据包序号)(seq)为x,接下来等待服务端确认,客户端进入SYN_SENT状态(请求连接);
  • 第二次握手:服务端收到客户端的 SYN 报文段,对 SYN 报文段进行确认,设置 ack(确认号)为 x+1(即seq+1 ; 同时自己还要发送 SYN 请求信息,将 SYN 设置为1, seq为 y。服务端将上述所有信息放到 SYN+ACK 报文段中,一并发送给客户端,此时服务器进入 SYN_RECV状态。
  • 第三次握手:客户端收到服务端的 SYN+ACK(确认符) 报文段;然后将 ACK 设置为 y+1,向服务端发送ACK报文段,这个报文段发送完毕后,客户端和服务端都进入ESTABLISHED(连接成功)状态,完成TCP 的三次握手。

在这里插入图片描述

四次挥手如下所示:

  • 第一次挥手

    客户端设置seq和 ACK ,向服务器发送一个 FIN(终结)报文段。此时,客户端进入 FIN_WAIT_1 状态,表示客户端没有数据要发送给服务端了。

  • 第二次挥手

    服务端收到了客户端发送的 FIN 报文段,向客户端回了一个 ACK 报文段。

  • 第三次挥手

    服务端向客户端发送FIN 报文段,请求关闭连接,同时服务端进入 LAST_ACK 状态。

  • 第四次挥手

    客户端收到服务端发送的 FIN 报文段后,向服务端发送 ACK 报文段,然后客户端进入 TIME_WAIT 状态。服务端收到客户端的 ACK 报文段以后,就关闭连接。此时,客户端等待 2MSL(指一个片段在网络中最大的存活时间)后依然没有收到回复,则说明服务端已经正常关闭,这样客户端就可以关闭连接了。

在这里插入图片描述

最后再看一下完整的过程:

img

为什么要三次握手?

为了防止已失效的连接请求报文突然又传送到了服务端,因为产生错误。

具体解释: “已失效的连接请求报文段”产生情况:

client 发出的第一个连接请求报文段并没有丢失,而是在某个网络节点长时间滞留,因此导致延误到连接释放以后的某个时间才到达 service。如果没有三次握手,那么此时server收到此失效的连接请求报文段,就误认为是 client再次发出的一个新的连接请求,于是向 client 发出确认报文段,同意建立连接,而此时 client 并没有发出建立连接的情况,因此并不会理会服务端的响应,而service将会一直等待client发送数据,因此就会导致这条连接线路白白浪费。

如果此时变成两次挥手行不行?

这个时候需要明白全双工与半双工,再进行回答。比如:

  • 第一次握手: A给B打电话说,你可以听到我说话吗?
  • 第二次握手: B收到了A的信息,然后对A说: 我可以听得到你说话啊,你能听得到我说话吗?
  • 第三次握手: A收到了B的信息,然后说可以的,我要给你发信息啦!

在三次握手之后,A和B都能确定这么一件事: 我说的话,你能听到; 你说的话,我也能听到。 这样,就可以开始正常通信了,如果是两次,那将无法确定。

为什么要四次挥手?

TCP 协议是一种面向连接,可靠,基于字节流的传输层通信协议。TCP 是全双工模式(同一时刻可以同时发送和接收),这就意味着,当主机1发出 FIN 报文段时,只是表示主机1已结没有数据要发送了,主机1告诉主机2,它的数据已经全部发送完毕;但是,这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据;当主机2返回 ACK报文段时,这个时候就表示主机2也没有数据要发送了,就会告诉主机1,我也没有数据要发送了,之后彼此就会中断这次TCP连接。

数据已经全部发送完毕;但是,这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据;当主机2返回 ACK报文段时,这个时候就表示主机2也没有数据要发送了,就会告诉主机1,我也没有数据要发送了,之后彼此就会中断这次TCP连接。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_47151717/article/details/107662406
今日推荐