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TCP 三次握手和四次挥手(传输层) |
计算机基础 |
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为了准确无误地把数据送达目标处,TCP 协议采用了三次握手策略。
建立一个 TCP 连接需要“三次握手”,缺一不可:
当建立了 3 次握手之后,客户端和服务端就可以传输数据啦!
在 TCP 三次握手过程中,Linux 内核会维护两个队列来管理连接请求:
这两个队列的存在是为了处理并发连接请求,确保服务端能够有效地管理新的连接请求。另外,新的连接请求被拒绝或忽略除了和每个队列的大小限制有关系之外,还和很多其他因素有关系,这里就不详细介绍了,整体逻辑比较复杂。
三次握手的目的是建立可靠的通信信道,说到通讯,简单来说就是数据的发送与接收,而三次握手最主要的目的就是双方确认自己与对方的发送与接收是正常的。
三次握手就能确认双方收发功能都正常,缺一不可。
更详细的解答可以看这个:TCP 为什么是三次握手,而不是两次或四次? - 车小胖的回答 - 知乎 。
服务端传回发送端所发送的 ACK 是为了告诉客户端:“我接收到的信息确实就是你所发送的信号了”,这表明从客户端到服务端的通信是正常的。回传 SYN 则是为了建立并确认从服务端到客户端的通信。
SYN 同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers) 是 TCP/IP 建立连接时使用的握手信号。在客户机和服务端之间建立正常的 TCP 网络连接时,客户机首先发出一个 SYN 消息,服务端使用 SYN-ACK 应答表示接收到了这个消息,最后客户机再以 ACK(Acknowledgement)消息响应。这样在客户机和服务端之间才能建立起可靠的 TCP 连接,数据才可以在客户机和服务端之间传递。
在 TCP 三次握手过程中,第三次握手是可以携带数据的(客户端发送完 ACK 确认包之后就进入 ESTABLISHED 状态了),这一点在 RFC 793 文档中有提到。也就是说,一旦完成了前两次握手,TCP 协议允许数据在第三次握手时开始传输。
如果第三次握手的 ACK 确认包丢失,但是客户端已经开始发送携带数据的包,那么服务端在收到这个携带数据的包时,如果该包中包含了 ACK 标记,服务端会将其视为有效的第三次握手确认。这样,连接就被认为是建立的,服务端会处理该数据包,并继续正常的数据传输流程。
断开一个 TCP 连接则需要“四次挥手”,缺一不可:
只要四次挥手没有结束,客户端和服务端就可以继续传输数据!
TCP 是全双工通信,可以双向传输数据。任何一方都可以在数据传送结束后发出连接释放的通知,待对方确认后进入半关闭状态。当另一方也没有数据再发送的时候,则发出连接释放通知,对方确认后就完全关闭了 TCP 连接。
举个例子:A 和 B 打电话,通话即将结束后。
因为服务端收到客户端断开连接的请求时,可能还有一些数据没有发完,这时先回复 ACK,表示接收到了断开连接的请求。等到数据发完之后再发 FIN,断开服务端到客户端的数据传送。
客户端没有收到 ACK 确认,会重新发送 FIN 请求。
第四次挥手时,客户端发送给服务端的 ACK 有可能丢失,如果服务端因为某些原因而没有收到 ACK 的话,服务端就会重发 FIN,如果客户端在 2*MSL 的时间内收到了 FIN,就会重新发送 ACK 并再次等待 2MSL,防止 Server 没有收到 ACK 而不断重发 FIN。
MSL(Maximum Segment Lifetime) : 一个片段在网络中最大的存活时间,2MSL 就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到 2MSL,Client 都没有再次收到 FIN,那么 Client 推断 ACK 已经被成功接收,则结束 TCP 连接。
《计算机网络(第 7 版)》
《图解 HTTP》
TCP and UDP Tutorial:https://www.9tut.com/tcp-and-udp-tutorial
从一次线上问题说起,详解 TCP 半连接队列、全连接队列:https://mp.weixin.qq.com/s/YpSlU1yaowTs-pF6R43hMw
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