4振って理解した上でTCP 3ウェイハンドシェイク

 参考図書データによるこの記事では、他の人が質問を尋ねるために歓迎し、知識をまとめたブログ

    シーケンス番号seq:4バイト、注文データセグメントをマークするために使用し、すべてのデータがシリアル番号にコンパイルされ、すべてを送信するためにTCP接続をバイト、ローカルによってランダムに生成された番号の最初のバイト、各セグメントを与えるためにバイト数のEDは、シリアル番号が割り当てられ、配列は、データセグメント番号の最初のバイトのシーケンス番号です。
    確認応答番号のACK:4バイト、次を期待は、セグメント番号の最初のデータバイトの他方を受信するために、セグメントシーケンス番号の最初のバイトを搬送するデータの数を示し、数字は、参照する確認次のバイト数を受信することが予想されるので、この数とセグメントの最後のバイトが確認応答番号です。
    謝辞ACK:ACK = 1、確認応答番号フィールドが有効である1ビットだけ、。ときにACK = 0、確認応答番号が無効である
    同期SYN:シリアル接続の確立を同期させます。これは、接続要求パケットのセグメントである:= 1 SYN、ACK = 0であることを意味 もし応答メッセージセグメントで合意された接続、そのSYN = 1、ACK = 1。従って、SYN = 1これは、接続要求、または接続受諾メッセージであることを示しています。TCP接続建設生産はハンドシェイクのSYNフラグが完了した後に設定される場合にのみ、SYNフラグが0に設定されています。
    終了FIN:接続を解除します。FIN = 1が表す:このセグメントのデータの送信者が送信された、およびトランスポート接続の解放のための
    PS:ACK、SYNとFINこれら大文字ワードの表現フラグ値のいずれかである1又は0; ACK、配列小文字の単語は数字を表します。

    フィールド意味
    URG緊急ポインタが有効です。図1に示すように、優先すべきビットを示す
    ACK確認応答番号が有効であり、一般的に1に設定されています。
    PSHは、受信機アプリケーションがすぐにTCPバッファから読み出されたデータを行くように求められます。
    再確立接続リセットのRSTその他の要件。
    SYNは、接続を確立するために要求し、初期値は、シーケンス番号フィールドにそのシーケンス番号を設定します。接続を確立し、1に設定されて
    切断するFINたいと思います。
スリーウェイハンドシェイクを理解します

 
最初のハンドシェイク:接続が確立され、クライアントはサーバにSYNパケット(SYN = X)を送信し、確認するためにサーバを待って、SYN_SENT状態になり、SYN:同期シーケンス番号(同期シーケンス番号)。

第二のハンドシェイク:サーバが顧客にSYN(ACK = X + 1)を確認する必要があり、SYNパケットを受信し 、 自身が(SYN = Y)SYNパケットを送信し、すなわち、SYN + ACKパケットを、サーバが状態SYN_RECVに入りつつ。

第三のハンドシェーク:クライアントがサーバにSYN + ACKパケットを受信し、サーバは受信確認パケットACK(ACK = Y + 1)を送信し 、 このパケットが送信され、ESTABLISHED(TCP接続が成功した)状態にクライアントとサーバは、3つ完了します握手。
四手を振って、プロセスの理解

 
1)客户端进程发出连接释放报文,并且停止发送数据。释放数据报文首部,FIN=1,其序列号为seq=u(等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1),此时,客户端进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态。 TCP规定,FIN报文段即使不携带数据,也要消耗一个序号。
2)服务器收到连接释放报文,发出确认报文,ACK=1,ack=u+1,并且带上自己的序列号seq=v,此时,服务端就进入了CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。TCP服务器通知高层的应用进程,客户端向服务器的方向就释放了,这时候处于半关闭状态,即客户端已经没有数据要发送了,但是服务器若发送数据,客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间,也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
3)客户端收到服务器的确认请求后,此时,客户端就进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待服务器发送连接释放报文(在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据)。
4)服务器将最后的数据发送完毕后,就向客户端发送连接释放报文,FIN=1,ack=u+1,由于在半关闭状态,服务器很可能又发送了一些数据,假定此时的序列号为seq=w,此时,服务器就进入了LAST-ACK(最后确认)状态,等待客户端的确认。
5)客户端收到服务器的连接释放报文后,必须发出确认,ACK=1,ack=w+1,而自己的序列号是seq=u+1,此时,客户端就进入了TIME-WAIT(时间等待)状态。注意此时TCP连接还没有释放,必须经过2∗∗MSL(最长报文段寿命)的时间后,当客户端撤销相应的TCB后,才进入CLOSED状态。
6)服务器只要收到了客户端发出的确认,立即进入CLOSED状态。同样,撤销TCB后,就结束了这次的TCP连接。可以看到,服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。
 常见面试题

【问题1】为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?

答:因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态?

答:虽然按道理,四个报文都发送完毕,我们可以直接进入CLOSE状态了,但是我们必须假象网络是不可靠的,有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复,但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK,将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭,它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器,等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN,那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间,2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL,Client都没有再次收到FIN,那么Client推断ACK已经被成功接收,则结束TCP连接。

【问题3】为什么不能用两次握手进行连接?

答:3次握手完成两个重要的功能,既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好),也要允许双方就初始序列号进行协商,这个序列号在握手过程中被发送和确认。

       现在把三次握手改成仅需要两次握手,死锁是可能发生的。作为例子,考虑计算机S和C之间的通信,假定C给S发送一个连接请求分组,S收到了这个分组,并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定,S认为连接已经成功地建立了,可以开始发送数据分组。可是,C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下,将不知道S 是否已准备好,不知道S建立什么样的序列号,C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下,C认为连接还未建立成功,将忽略S发来的任何数据分 组,只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后,重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。

【问题4】如果已经建立了连接,但是客户端突然出现故障了怎么办?

TCP还设有一个保活计时器,显然,客户端如果出现故障,服务器不能一直等下去,白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器,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。
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