TCP三次握手相关面试题扩展
1. TCP三次握手
直接上图 TCP三次握手
一些专业缩写单词
| 解释 | |
|---|---|
| TCP | 传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol） |
| SYN | 同步序列编号 |
| SYN_SENT | Client请求连接 |
| ESTABLISHED | 含义TCP:连接成功 |
| ACK | (Acknowledge character）即是确认字符，仅当ACK=1时，确认号字段才有效。TCP规定，在连接建立后所有报文的传输都必须把ACK置1； |
| SYN_RCVD | SYN_RCVD是TCP三次握手的中间状态，是服务端口（监听端口，如应用服务器的80端口）收到SYN包并发送[SYN，ACK]包后所处的状态 |
| RST | TCP首部中的6个标志比特之一,表示重置连接、复位连接。复位RST，当RST=1，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立连接； |
| ISN | 初始序列号（Initial Sequence Number) |
| FIN | 来释放连接。当FIN=1，表明此报文的发送方的数据已经发送完毕，并且要求释放； |
最开始的时候客户端和服务器都是处于CLOSED状态。主动打开连接的为客户端，被动打开连接的是服务器。
第一次握手
- 客户端Client将SYN(
同步序列编号)赋值为1，并随机产生一个初始序列号seq发送给服务端Server，进入到SYN_SENT状态。 SYN_SENT表示请求连接，当你要访问其它的计算机的服务时首先要发个同步信号给该端口，此时状态为SYN_SENT，如果连接成功了就变为ESTABLISHED
第二次握手
- Server服务端收到客户端Client的SYN(同步序列号)之后，知道客户端Client请求建立连接，将自己的SYN赋值为1，ACK赋值为1，产生一个acknowledge number=sequence number+1，并随机产生一个自己的初始序列号，发送给客户端，服务器端进入SYN_RCVD状态；客户端进入ESTABLISHED状态。
第三次握手
- 客户端检查acknowledge number是否为序列号+1，ACK是否为1，检查正确之后将自己的ACK置为1，产生一个acknowledge number=服务器发的序列号+1，发送给服务器；进入ESTABLISHED状态；服务器检查ACK为1和acknowledge number为序列号+1之后，也进入ESTABLISHED状态；完成三次握手，连接建立。
2. TCP三次握手可以变为两次握手吗？
- 不可以
- 可能会出现已失效的连接请求报文段又传到了服务器端。
client 发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达 server。
本来这是一个早已失效的报文段。但 server 收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是 client 再次发出的一个新的连接请求。
于是就向 client 发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用 “三次握手”，那么只要 server 发出确认，新的连接就建立了。
由于现在 client 并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬 server 的确认，也不会向 server 发送数据。
但 server 却以为新的运输连接已经建立，并一直等待 client 发来数据。但此时的客户端早已进入CLOSED状态，服务端将会一直等待下去，
这样浪费服务端连接资源.采用 “三次握手” 的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况，client 不会向 server 的确认发出确认。
server 由于收不到确认，就知道 client 并没有要求建立连接。
- 两次握手无法保证Client正确接收第二次握手的报文（Server无法确认Client是否收到），也无法保证Client和Server之间成功互换初始序列号。
3. TCP可以采用四次握手吗？
-
可以。但是会降低传输的效率。
-
四次握手是指：第二次握手：Server只发送ACK和acknowledge number；而Server的SYN和初始序列号在第三次握手时发送；原来协议中的第三次握手变为第四次握手。出于优化目的，四次握手中的二、三可以合并。
4. 第三次握手中，如果客户端的ACK未送达服务器，会怎样？
- Server端：
由于Server没有收到ACK确认，因此会重发之前的SYN+ACK（默认重发五次，之后自动关闭连接进入CLOSED状态），
Client收到后会重新传ACK给Server。
- Client端，两种情况：
1. 在Server进行超时重发的过程中，如果Client向服务器发送数据，数据头部的ACK是为1的，所以服务器收到数据之后会读取 ACK number，进入 establish 状态
2. 在Server进入CLOSED状态之后，如果Client向服务器发送数据，服务器会以RST包应答。
5. 如果已经建立了连接，但客户端出现了故障怎么办？
- 服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位一个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。
6. 初始序列号是什么？
- TCP连接的一方A，随机选择一个32位的序列号（Sequence Number）作为发送数据的初始序列号（Initial Sequence Number，ISN），比如为1000，以该序列号为原点，对要传送的数据进行编号：1001、1002…三次握手时，把这个初始序列号传送给另一方B，以便在传输数据时，B可以确认什么样的数据编号是合法的；同时在进行数据传输时，A还可以确认B收到的每一个字节，如果A收到了B的确认编号（acknowledge number）是2001，就说明编号为1001-2000的数据已经被B成功接受。