在tcp/ip協議中,tcp協議提供可靠的連線服務,採用三次握手建立乙個連線,如圖1所示。
(1)第一次握手:建立連線時,客戶端a傳送syn包(syn=j)到伺服器b,並進入syn_send狀態,等待伺服器b確認。
(2)第二次握手:伺服器b收到syn包,必須確認客戶a的syn(ack=j+1),同時自己也傳送乙個syn包(syn=k),即syn+ack包,此時伺服器b進入syn_recv狀態。
(3)第三次握手:客戶端a收到伺服器b的syn+ack包,向伺服器b傳送確認包ack(ack=k+1),此包傳送完畢,客戶端a和伺服器b進入established狀態,完成三次握手。
完成三次握手,客戶端與伺服器開始傳送資料。
圖1 tcp三次握手建立連線
由於tcp連線是全雙工的,因此每個方向都必須單獨進行關閉。這個原則是當一方完成它的資料傳送任務後就能傳送乙個fin來終止這個方向的連線。收到乙個 fin只意味著這一方向上沒有資料流動,乙個tcp連線在收到乙個fin後仍能傳送資料。首先進行關閉的一方將執行主動關閉,而另一方執行被動關閉。
(1)客戶端a傳送乙個fin,用來關閉客戶a到伺服器b的資料傳送(報文段4)。
(2)伺服器b收到這個fin,它發回乙個ack,確認序號為收到的序號加1(報文段5)。和syn一樣,乙個fin將占用乙個序號。
(3)伺服器b關閉與客戶端a的連線,傳送乙個fin給客戶端a(報文段6)。
(4)客戶端a發回ack報文確認,並將確認序號設定為收到序號加1(報文段7)。
tcp採用四次揮手關閉連線如圖2所示。
圖2 tcp四次揮手關閉連線
1.為什麼建立連線協議是三次握手,而關閉連線卻是四次握手呢?
這是因為服務端的listen狀態下的socket當收到syn報文的建連請求後,它可以把ack和syn(ack起應答作用,而syn起同步作用)放在乙個報文裡來傳送。但關閉連線時,當收到對方的fin報文通知時,它僅僅表示對方沒有資料傳送給你了;但未必你所有的資料都全部傳送給對方了,所以你可以未必會馬上會關閉socket,也即你可能還需要傳送一些資料給對方之後,再傳送fin報文給對方來表示你同意現在可以關閉連線了,所以它這裡的ack報文和fin報文多數情況下都是分開傳送的。
2.為什麼time_wait狀態還需要等2msl後才能返回到closed狀態?
這是因為雖然雙方都同意關閉連線了,而且握手的4個報文也都協調和傳送完畢,按理可以直接回到closed狀態(就好比從syn_send狀態到establish狀態那樣);但是因為我們必須要假想網路是不可靠的,你無法保證你最後傳送的ack報文會一定被對方收到,因此對方處於last_ack狀態下的socket可能會因為超時未收到ack報文,而重發fin報文,所以這個time_wait狀態的作用就是用來重發可能丟失的ack報文。
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