三次握手:
- 第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SENT状态,等待服务器确认;(SYN:同步序列编号)
- 第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的syn(ack=j+1),同时自己也发送一个syn包(syn=k),即syn+ack包,此时服务器进入SYN_RECV状态;
- 第三次握手:客户端收到服务器的syn+ack包,向服务器发送确认包,向服务器发送确认包ack包(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED(TCP连接成功)状态,完成三次握手。
完成三次握手,客户端与服务器开始传送数据,在上述过程中,还有一些重要的概念:
未连接队列:
在三次握手协议中,服务器维护一个未连接队列,该队列为每个客户端的SYN包(syn=j)开设一个条目,该条目表明该服务器已收到syn包,并向客户端发出确认,正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于SYN_RECV状态,当服务器收到客户的确认包时,删除该条目,服务器进入ESTABLISHED状态。
关闭TCP连接:改进的三次握手:四次挥手
对于一个已经建立的连接,TCP使用改进的三次握手来释放连接(使用一个带有FIN附加标记的报文段)。
- 第一步:当主机A的应用程序通知TCP数据已经发送完毕时,TCP向主机B发送一个带有FINB附加标记的报文段(FIN代表finsh)
- 第二步:当主机收到FIN这个报文段之后,并不立即用FIN报文段回复主机A,而是先向主机A发送一个确认序号ack,同时通知自己相应的应用程序:对方要求关闭连接(先发送ACK的目的是为了防止在这段时间内,对方重传FIN报文段)。
- 第三步,主机B的应用程序告诉TCP:我要彻底的关闭连接,TCP向主机A送一个FIN报文段。
- 第四步,主机A收到这个FIN报文段后,向主机B发送一个ACK表示连接彻底释放。
问: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。
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。