(1)三次握手
三次握手(Three-way Handshake)其實就是指建立一個TCP連接時,需要客戶端和服務(wù)器總共發(fā)送3個包。進行三次握手的主要作用就是為了確認雙方的接收能力和發(fā)送能力是否正常、指定自己的初始化序列號為后面的可靠性傳送做準備。實質(zhì)上其實就是連接服務(wù)器指定端口,建立TCP連接,并同步連接雙方的序列號和確認號,交換TCP窗口大小信息。
剛開始客戶端處于 Closed 的狀態(tài),服務(wù)端處于 Listen 狀態(tài)。
第一次握手:客戶端給服務(wù)端發(fā)一個 SYN 報文,并指明客戶端的初始化序列號 ISN,此時客戶端處于 SYN_SEND 狀態(tài)。
首部的同步位SYN=1,初始序號seq=x,SYN=1的報文段不能攜帶數(shù)據(jù),但要消耗掉一個序號。
第二次握手:服務(wù)器收到客戶端的 SYN 報文之后,會以自己的 SYN 報文作為應(yīng)答,并且也是指定了自己的初始化序列號 ISN。同時會把客戶端的 ISN + 1 作為ACK 的值,表示自己已經(jīng)收到了客戶端的 SYN,此時服務(wù)器處于 SYN_REVD 的狀態(tài)。
在確認報文段中SYN=1,ACK=1,確認號ack=x+1,初始序號seq=y
第三次握手:客戶端收到 SYN 報文之后,會發(fā)送一個 ACK 報文,當(dāng)然,也是一樣把服務(wù)器的 ISN + 1 作為 ACK 的值,表示已經(jīng)收到了服務(wù)端的 SYN 報文,此時客戶端處于 ESTABLISHED 狀態(tài)。服務(wù)器收到 ACK 報文之后,也處于 ESTABLISHED 狀態(tài),此時,雙方已建立起了連接。
確認報文段ACK=1,確認號ack=y+1,序號seq=x+1(初始為seq=x,第二個報文段所以要+1),ACK報文段可以攜帶數(shù)據(jù),不攜帶數(shù)據(jù)則不消耗序號。
那為什么要三次握手呢?兩次不行嗎?
為了確認雙方的接收能力和發(fā)送能力都正常
如果是用兩次握手,則會出現(xiàn)下面這種情況:
如客戶端發(fā)出連接請求,但因連接請求報文丟失而未收到確認,于是客戶端再重傳一次連接請求。后來收到了確認,建立了連接。數(shù)據(jù)傳輸完畢后,就釋放了連接,客戶端共發(fā)出了兩個連接請求報文段,其中第一個丟失,第二個到達了服務(wù)端,但是第一個丟失的報文段只是在某些網(wǎng)絡(luò)結(jié)點長時間滯留了,延誤到連接釋放以后的某個時間才到達服務(wù)端,此時服務(wù)端誤認為客戶端又發(fā)出一次新的連接請求,于是就向客戶端發(fā)出確認報文段,同意建立連接,不采用三次握手,只要服務(wù)端發(fā)出確認,就建立新的連接了,此時客戶端忽略服務(wù)端發(fā)來的確認,也不發(fā)送數(shù)據(jù),則服務(wù)端一致等待客戶端發(fā)送數(shù)據(jù),浪費資源。
簡單來說就是以下三步:
第一次握手: 客戶端向服務(wù)端發(fā)送連接請求報文段。該報文段中包含自身的數(shù)據(jù)通訊初始序號。請求發(fā)送后,客戶端便進入 SYN-SENT 狀態(tài)。
第二次握手: 服務(wù)端收到連接請求報文段后,如果同意連接,則會發(fā)送一個應(yīng)答,該應(yīng)答中也會包含自身的數(shù)據(jù)通訊初始序號,發(fā)送完成后便進入 SYN-RECEIVED 狀態(tài)。
第三次握手: 當(dāng)客戶端收到連接同意的應(yīng)答后,還要向服務(wù)端發(fā)送一個確認報文??蛻舳税l(fā)完這個報文段后便進入 ESTABLISHED 狀態(tài),服務(wù)端收到這個應(yīng)答后也進入 ESTABLISHED 狀態(tài),此時連接建立成功。
TCP 三次握手的建立連接的過程就是相互確認初始序號的過程,告訴對方,什么樣序號的報文段能夠被正確接收。 第三次握手的作用是客戶端對服務(wù)器端的初始序號的確認。如果只使用兩次握手,那么服務(wù)器就沒有辦法知道自己的序號是否 已被確認。同時這樣也是為了防止失效的請求報文段被服務(wù)器接收,而出現(xiàn)錯誤的情況。
(2)四次揮手