在了解什么是三次握手四次挥手之前,我们首先要搞懂一个知识点什么是TCP报文格式,也就是三次握手四次挥手中传送的内容是什么,遇到什么格式才能触发服务端和客户端的交流。下面我们通过一幅图来讲解TCP
的报文格式:
确认序号:(4
字节 = 32
位)一般用小写 ack
表示,指明下一个期待收到的字节序号,表明该序号之前的所有数据已经正确无误的收到。
首部长度:4bits
,用来表示报文首部的长度
由于首部可能含有可选项内容,因此TCP报头的长度是不确定的,报头不包含任何任选字段则长度为20字节,4位首部长度字段所能表示的最大值为1111,转化为10进制为15,15*32/8 = 60,故报头最大长度为60字节。首部长度也叫数据偏移,是因为首部长度实际上指示了数据区在报文段中的起始偏移值。
6bits
,为将来定义新的用途保留,一般置0URG ACK PSH RST SYN FIN
,共6
个,每个标志位为 1 bit
,每一个标志位表示一个控制功能。URG
:紧急指针标志,为 1
时表示紧急指针有效,为 0
则忽略紧急指针。ACK
:确认序号标志,为 1
时表示确认号有效,为 0
表示报文中不含确认信息,忽略确认号字段。PSH
:push
标志,为 1
表示是带有push
标志的数据,指示接收方在接收到该报文段以后,应尽快将这个报文段交给应用程序,而不是在缓冲区排队。RST
:重置连接标志,用于重置由于主机崩溃或其他原因而出现错误的连接。或者用于拒绝非法的报文段和拒绝连接请求。SYN
:同步序号,用于建立连接过程,在连接请求中,SYN = 1
和 ACK = 0
表示该数据段没有使用捎带的确认域,SYN = 1
和 ACK = 1
为连接应答捎带一个确认 。FIN
:finish
标志,用于释放连接,为 1
时表示发送方已经没有数据发送了,即关闭本方数据流。用来告知发送端接受端的缓存大小,以此控制发送端发送数据的速率,从而达到流量控制。窗口大小时一个16bit字段,因而窗口大小最大为65535。
此校验和是对整个的 TCP 报文段,包括 TCP 头部和 TCP 数据,以 16 位字进行计算所得。由发送端计算和存储,并由接收端进行验证。
URG
标志置 1
时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量,和顺序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。 TCP 的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。
MSS(Maximum Segment Size)
每个连接方通常都在通信的第一个报文段(为建立连接而设置SYN标志为1的那个段)中指明这个选项,它表示本端所能接受的最大报文段的长度。选项长度不一定是32位的整数倍,所以要加填充位,即在这个字段中加入额外的零,以保证TCP头是32的整数倍。
TCP
报文段中的数据部分是可选的。在一个连接建立和一个连接终止时,双方交换的报文段仅有 TCP
首部。如果一方没有数据要发送,也使用没有任何数据的首部来确认收到的数据。在处理超时的许多情况中,也会发送不带任何数据的报文段。
TCP
服务器进程先创建传输控制块TCB
,时刻准备接受客户进程的连接请求,此时服务器就进入了 LISTEN
监听状态
第一次握手: TCP
客户进程也是先创建传输控制块TCB
,然后向服务器发出连接请求报文,这是报文首部中的同部位SYN=1
,同时选择一个初始序列号 seq=x
,此时,TCP
客户端进程进入了 SYN-SENT
同步已发送状态
第二次握手: TCP
服务器收到请求报文后,如果同意连接,则会向客户端发出确认报文。确认报文中应该 ACK=1,SYN=1
,确认号是ack=x+1
,同时也要为自己初始化一个序列号 seq=y
,此时,TCP
服务器进程进入了 SYN-RCVD
同步收到状态
第三次握手: TCP
客户端收到确认后,还要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1
,ack=y+1
,自己的序列号seq=x+1
,此时,TCP
连接建立,客户端进入ESTABLISHED
已建立连接状态 触发三次握手。
第一次挥手: 客户端发出连接释放报文,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
第二次挥手: 服务器端接收到连接释放报文后,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
第三次挥手: 客户端接收到服务器端的确认请求后,客户端就会进入FIN-WAIT-2
(终止等待2
)状态,等待服务器发送连接释放报文,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,服务器就进入了LAST-ACK
(最后确认)状态,等待客户端的确认。
第四次挥手: 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,但此时TCP
连接还未终止,必须要经过2MSL
后(最长报文寿命),当客户端撤销相应的TCB后,客户端才会进入CLOSED
关闭状态,服务器端接收到确认报文后,会立即进入CLOSED
关闭状态,到这里TCP
连接就断开了,四次挥手完成。