深入理解计算机网络学习笔记--TCP

参考链接 https://www.centos.bz/2012/08/tcp-establish-close/
所谓三次握手(Three-way Handshake)，是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。

三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立TCP连接,并同步连接双方的序列号和确认号并交换 TCP 窗口大小信息.在socket编程中，客户端执行connect()时。将触发三次握手。

TCP的三次握手：服务器初始化：从closed状态创建socket，bind，listen。客户端从closed开始创建socket，调用connect原语时，向服务器发送一个将SYN（同步数据段）字段置1的数据段（假设初始序号seq=i），主动打开端口，进入SYN SENT状态。这是第一次握手。

服务器收到客户端的SYN数据段后，返回一个SYN=1的数据段，ACK（确认控制位）字段置1(表示有效)，ack=i+1（确认号=i+1，告诉客户端下次发送数据段的第一个字节序号是i+1），假设自己的初始序号seq=j，被动打开端口，进入SYN RCVD状态（已收到请求但还未确认）。第二次握手完成。

客户端收到服务器的SYN+ACK后，发送一个SYN=1，ACK=1，seq=i+1，ack=j+1的确认数据。同时进入ESTABLISHED状态，服务器收到ACK后也进入ESTABLISHED状态。第三次握手完成。

TCP数据段格式：

序号：数据部分第一个字节的编号，例如，一个数据段的序号的字段值是101，该字段共有100字节，则表明改数据段最后一个字节的编号是200，下一个数据段的编号应该从201开始。

确认号：指期望接收到的一方下一个数据中数据部分的第一个字节的序号，例如主机B收到A发来的数据段其序号是101，长度100字节，那么主机B给主机A发送的确认号为201，即ACK为201，表示希望A下次发送的数据从201开始。

正是由于序号和确认号的机制使得TCP的可靠性有了保障。

TCP 四次挥手

TCP的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手(four-way handshake)。客户端或服务器均可主动发起挥手动作，在socket编程中，任何一方执行close()操作即可产生挥手操作。

1.客户端认为数据发送完了 想结束本次链接，则像服务器发送一个FIN置1的数据段，假设seq=m，客户端进入FIN WAIT 1状态，等待服务器确认。第一次挥手。

2.服务器收到请求后，确认客户端没有数据要发送了，则像客户端发送一个ACK 置1，ack=m+1，seq=n的数据段，表示前面的数据已经全部收到，进入CLOSE WAIT状态。与此同时，服务器通知应用层进程，释放从客户端到服务器的链接，进入半关闭状态。此时服务器仍可以向客户端发送数据，客户端也可以继续接收。知道服务器数据发送完为止。第二次挥手。此时，客户端收到服务器的ACK后进入FIN
WAIT 2状态，进一步等待服务器发出连接释放的数据段。

3.服务端数据传送完成后，其对应的应用进程会通知TCP实体释放此方向的TCP传输连接，向客户端发送FIN置1，ACK置1，seq=w（假设此时的数据段序号已经变城w），ack=m+1的确认数据段，这是服务器进入LAST ACK状态，等待客户端的确认。第三次挥手。

4.客户端收到服务端的FIN+ACK数据段后，发送ACK=1，seq=m+1，ack=w+1数据段，进入TIME WAIT状态，此时TCP连接还没有释放，必须等到2MSL时间后客户端才进入CLOSED状态彻底释放连接。服务器收到ACK后也进入CLOSED状态，完成整个连接释放过程。第四次挥手。