TCP/IP的基础了解

前言:

之前挖的CoreGraphic坑还没填完,又开新坑了,最近在准备面试,发现自己不懂的东西太多了,特别是计算机基础这块,所以以后会多看看计算机基础方面的东西,写下自己的一点心得。今天就说一下TCP/IP协议是如何建立与断开连接的。这篇文章仅针对没接触过TCP/IP的童鞋进行科普,也仅仅只描述一下三次握手和四次挥手的过程,网络协议的知识浩瀚如海,作为一个前端开发者我谨慎的表示对此有个初步认识就可以了。

一、建立连接--三次握手

一张图简明扼要的介绍下三次握手:


TCP三次握手

有些人会很好奇为什么建立连接需要三次而不是或者四次两次?想想你打电话的时候就懂了,不可能电话一接通就扒拉扒拉说一堆吧,万一你打给小情人的时候是他老公接的电话呢?(滑稽)。
所以说三次是保证双方互相明确对方能收能发的最低值。那么图中出现的SYN,seq,ACK又是什么呢?

  • SYN:同步标志,该标志仅在三次握手建立TCP连接时有效。
  • ACK:确认标志,提示对方确认收到数据。
  • seq:一个32位(bit)的序列号,该序列号被用来跟踪该端发送的数据量,每一个包中都包含序列号,在接收端需要通过确认号(ACK的数值)用来通知发送端数据成功接收。
  • ack:告诉对方下次应该发过来的seq序号。
  • FIN:结束标志,表示一个连接释放请求。

其次,我们可以看到在Client开始建立一个TCP连接时,seq=0,其实当初始序列号是随机的,可能是0和4、294、967、295之间的任意值。

第一次握手:

Client向Server发送连接请求报文段,该报文段的头部中SYN = 1,seq = 0, ack = 0。请求发送后,客户端便进入SYN-SENT状态,等待服务端确认。

第二次握手:

Server收到连接请求报文段后,如果同意连接,则会发送一个应答:SYN = 1,ACK = 1,seq = 0, ack = 0 + 1 该应答发送完成后便进入SYN-RCVD状态,等待Client回应是否收到了Server同意连接。

第三次握手:

当Client收到连接同意的应答后,还要向Server发送一个确认报文段:ACK = 1,seq = 1,ack = 0 + 1,表示Server发来的连接同意应答已经成功收到。
Client发完这个报文段后便进入ESTABLISHED状态,server收到这个应答后也进入ESTABLISHED状态,此时连接的建立完成!

二、断开连接--四次挥手

TCP连接的释放一共需要四步,所以叫‘四次挥手’。前两次挥手用于断开一个方向的连接,后两次挥手用于断开另一方向的连接。


断开连接-四次挥手
第一次挥手:

Client认为数据已经传输完成不在需要这个连接了,则Client需要向Server发送连接释放请求。该请求只有报文头,头中携带的主要参数为: FIN=1,seq=u。此时,Client将进入FIN-WAIT-1状态。其中seq=u表示Client向Server发送的数据的最后一个字节的序号。

第二次挥手:

Server收到Client断开连接的请求后,会向Client发送应答:ACK,seq=v,ack=u+1告诉Client确认该方向连接已被关闭,Server进入CLOSE-WAIT状态,Client收到该应答,进入FIN-WAIT-2状态,等待Server发送连接释放请求。
此时Client-Server连接已被释放,但Server-Client连接仍然存在,Server可以向Client发送数据,但Client不能向Server发送数据,只能接收。

第三次挥手:

当Server向Client发完所有数据后,其向Client发送连接释放请求,请求头:FIN,ACK,seq=w,ack=u+1。Server便进入LAST-ACK状态。

第四次挥手:

第三次挥手之后,当Client收到Server的释放请求,Client会向Server发送最后一个应答:ACK,seq=u+1,ack=w+1,确认收到Server的释放请求,此时Client会进入TIME_WAIT状态,确保该应答能够到Server,因为如果不等待一会连接立刻断开的话,Server就收不到Client确认收到释放请求的应答,Server会等待超时后重新发送释放请求,这个连接就一直释放不掉了。

总结:

这篇文章可能有些地方解释的不够细致,因为本人也还是有点模糊的,但是整个流程是没什么问题的,以后有新的认识了,再回来修改。

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