TCP连接的建立与关闭过程

TCP连接的建立与关闭过程可以概括为“三次握手,四次挥手”,但是具体的过程还是很复杂,也很难记住,就写下来帮助记忆吧。

先看图片

TCP连接建立与关闭的简单过程

这是《图解TCP_IP》的一张图,很简单,但是没有具体的过程和状态转换。


TCP状态转换图

这张图比较详细,就针对这张图详细分析一下TCP的状态转换,实线代表客户端,虚线代表服务器。

建立连接过程分析

第一次握手:建立连接时,客户端到服务器,并进入SYN_SENT状态,等待服务器确认;SYN:同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。这里注意:请求建立连接的一般都是客户端程序,而服务器空闲时处于LISTEN状态。

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;RST:表示出现异常要强制断开连接。这里贴出全部8个控制位及其含义。


控制位(图解TCP_IP)

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ACK(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。

TCP连接建立过程总结

客户端状态:发送syn进入SYN_SENT→接收SYN,ACK并发送ACK进入ESTABLISHED状态。
服务器状态:接受SYN发送SYN,ACK进入SYN_RCVD→接收ACK进入ESTABLISHED状态或接受RST断开连接。

关闭连接过程分析

第一次挥手:主动关闭方发送一个FIN进入FIN_WAIT_1,用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送,也就是主动关闭方告诉被动关闭方:我已经不 会再给你发数据了(当然,在fin包之前发送出去的数据,如果没有收到对应的ack确认报文,主动关闭方依然会重发这些数据),但是,此时主动关闭方还可以接受数据。

第二次挥手:被动关闭方收到FIN包后,发送一个ACK给对方,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号)。

第三次挥手:被动关闭方发送一个FIN,用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送,也就是告诉主动关闭方,我的数据也发送完了,不会再给你发数据了。

第四次挥手:主动关闭方收到FIN后,发送一个ACK给被动关闭方,确认序号为收到序号+1,至此,完成四次挥手。

注意:1.设置2MSL超时的原因:如果直接关闭,而服务器没有接收到最后一个ACK,服务器会重发FIN,此时客户端已经关闭,服务器会认为连接发生错误,而事实上此时已经客户端已经正确关闭。
2.FIN_WAIT_2状态不一定进入。服务器和客户端可能同时关闭,不进入FIN_WAIT_2状态。

关闭连接总结

客户端:发送FIN进入FIN_WAIT_1状态客(客户端停止发送数据)→不同时关闭则接受ACK进入FIN_WAIT_2等待服务器关闭(或同时关闭进入TIME_WAIT)→接受到服务器发送的FIN进入TIME_WAIT(服务器停止发送数据)→等待2MSL→CLOSED
服务器:接受FIN发送ACK进入CLOSE_WAIT→发送FIN等待ACK进入LAST_ACK→接收ACK进入CLOSED

其他问题

(牛客网)
TCP的三次握手过程?为什么会采用三次握手,若采用二次握手可以吗?

答:建立连接的过程是利用客户服务器模式,假设主机A为客户端,主机B为服务器端。
(1)TCP的三次握手过程:主机A向B发送连接请求;主机B对收到的主机A的报文段进行确认;主机A再次对主机B的确认进行确认。
(2)采用三次握手是为了防止失效的连接请求报文段突然又传送到主机B,因而产生错误。失效的连接请求报文段是指:主机A发出的连接请求没有收到主机B的确认,于是经过一段时间后,主机A又重新向主机B发送连接请求,且建立成功,顺序完成数据传输。考虑这样一种特殊情况,主机A第一次发送的连接请求并没有丢失,而是因为网络节点导致延迟达到主机B,主机B以为是主机A又发起的新连接,于是主机B同意连接,并向主机A发回确认,但是此时主机A根本不会理会,主机B就一直在等待主机A发送数据,导致主机B的资源浪费。
(3)采用两次握手不行,原因就是上面说的实效的连接请求的特殊情况。

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