TCP三次握手和四次揮手以及11種狀態(tài)
作者：IT_外賣小哥
來源：51CTO
來源地址： https://blog.51cto.com/jinlong/2065461
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三次握手
置位概念：根據(jù)TCP的包頭字段，存在3個重要的標識ACK、SYN、FIN
ACK：表示驗證字段 SYN：位數(shù)置1，表示建立TCP連接 FIN：位數(shù)置1，表示斷開TCP連接
三次握手過程說明：
1.由客戶端發(fā)送建立TCP連接的請求報文，其中報文中包含seq序列號，是由發(fā)送端隨機生成的，并且將報文中的SYN字段置為1，表示需要建立TCP連接。（SYN=1，seq=x，x為隨機生成數(shù)值）2.由服務(wù)端回復(fù)客戶端發(fā)送的TCP連接請求報文，其中包含seq序列號，是由回復(fù)端隨機生成的，并且將SYN置為1，而且會產(chǎn)生ACK字段，ACK字段數(shù)值是在客戶端發(fā)送過來的序列號seq的基礎(chǔ)上加1進行回復(fù)，以便客戶端收到信息時，知曉自己的TCP建立請求已得到驗證。（SYN=1，ACK=x+1，seq=y，y為隨機生成數(shù)值）這里的ack加1可以理解為是確認和誰建立連接。3.客戶端收到服務(wù)端發(fā)送的TCP建立驗證請求后，會使自己的序列號加1表示，并且再次回復(fù)ACK驗證請求，在服務(wù)端發(fā)過來的seq上加1進行回復(fù)。（SYN=1，ACK=y+1，seq=x+1）
四次揮手
四次揮手過程說明：
1.客戶端發(fā)送斷開TCP連接請求的報文，其中報文中包含seq序列號，是由發(fā)送端隨機生成的，并且還將報文中的FIN字段置為1，表示需要斷開TCP連接。（FIN=1，seq=x，x由客戶端隨機生成）2.服務(wù)端會回復(fù)客戶端發(fā)送的TCP斷開請求報文，其包含seq序列號，是由回復(fù)端隨機生成的，而且會產(chǎn)生ACK字段，ACK字段數(shù)值是在客戶端發(fā)過來的seq序列號基礎(chǔ)上加1進行回復(fù)，以便客戶端收到信息時，知曉自己的TCP斷開請求已經(jīng)得到驗證。（FIN=1，ACK=x+1，seq=y，y由服務(wù)端隨機生成）3.服務(wù)端在回復(fù)完客戶端的TCP斷開請求后，不會馬上進行TCP連接的斷開，服務(wù)端會先確保斷開前，所有傳輸?shù)紸的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)傳輸完畢，一旦確認傳輸數(shù)據(jù)完畢，就會將回復(fù)報文的FIN字段置1，并且產(chǎn)生隨機seq序列號。（FIN=1，ACK=x+1，seq=z，z由服務(wù)端隨機生成）4.客戶端收到服務(wù)端的TCP斷開請求后，會回復(fù)服務(wù)端的斷開請求，包含隨機生成的seq字段和ACK字段，ACK字段會在服務(wù)端的TCP斷開請求的seq基礎(chǔ)上加1，從而完成服務(wù)端請求的驗證回復(fù)。（FIN=1，ACK=z+1，seq=h，h為客戶端隨機生成）
至此TCP斷開的4次揮手過程完畢
11種狀態(tài)
1.一開始，建立連接之前服務(wù)器和客戶端的狀態(tài)都為CLOSED；2.服務(wù)器創(chuàng)建socket后開始監(jiān)聽，變?yōu)長ISTEN狀態(tài)；3.客戶端請求建立連接，向服務(wù)器發(fā)送SYN報文，客戶端的狀態(tài)變味SYN_SENT；4.服務(wù)器收到客戶端的報文后向客戶端發(fā)送ACK和SYN報文，此時服務(wù)器的狀態(tài)變?yōu)镾YN_RCVD；5.然后，客戶端收到ACK、SYN，就向服務(wù)器發(fā)送ACK，客戶端狀態(tài)變?yōu)镋STABLISHED；6.服務(wù)器端收到客戶端的ACK后變?yōu)镋STABLISHED。此時3次握手完成，連接建立！
由于TCP連接是全雙工的，斷開連接會比建立連接麻煩一點點。
1.客戶端先向服務(wù)器發(fā)送FIN報文，請求斷開連接，其狀態(tài)變?yōu)镕IN_WAIT1；2.服務(wù)器收到FIN后向客戶端發(fā)送ACK，服務(wù)器的狀態(tài)圍邊CLOSE_WAIT；3.客戶端收到ACK后就進入FIN_WAIT2狀態(tài)，此時連接已經(jīng)斷開了一半了。如果服務(wù)器還有數(shù)據(jù)要發(fā)送給客戶端，就會繼續(xù)發(fā)送；4.直到發(fā)完數(shù)據(jù)，就會發(fā)送FIN報文，此時服務(wù)器進入LAST_ACK狀態(tài)；5.客戶端收到服務(wù)器的FIN后，馬上發(fā)送ACK給服務(wù)器，此時客戶端進入TIME_WAIT狀態(tài)；6.再過了2MSL長的時間后進入CLOSED狀態(tài)。服務(wù)器收到客戶端的ACK就進入CLOSED狀態(tài)。
至此，還有一個狀態(tài)沒有出來：CLOSING狀態(tài)。
CLOSING狀態(tài)表示： 客戶端發(fā)送了FIN，但是沒有收到服務(wù)器的ACK，卻收到了服務(wù)器的FIN，這種情況發(fā)生在服務(wù)器發(fā)送的ACK丟包的時候，因為網(wǎng)絡(luò)傳輸有時會有意外。
?LISTEN：等待從任何遠端TCP 和端口的連接請求。?SYN_SENT：發(fā)送完一個連接請求后等待一個匹配的連接請求。?SYN_RECEIVED：發(fā)送連接請求并且接收到匹配的連接請求以后等待連接請求確認。?ESTABLISHED：表示一個打開的連接，接收到的數(shù)據(jù)可以被投遞給用戶。連接的數(shù)據(jù)傳輸階段的正常狀態(tài)。?FIN_WAIT_1：等待遠端TCP 的連接終止請求，或者等待之前發(fā)送的連接終止請求的確認。?FIN_WAIT_2：等待遠端TCP 的連接終止請求。?CLOSE_WAIT：等待本地用戶的連接終止請求。?CLOSING：等待遠端TCP 的連接終止請求確認。?LAST_ACK：等待先前發(fā)送給遠端TCP 的連接終止請求的確認（包括它字節(jié)的連接終止請求的確認）?TIME_WAIT：等待足夠的時間過去以確保遠端TCP 接收到它的連接終止請求的確認。?TIME_WAIT 兩個存在的理由：?可靠的實現(xiàn)tcp全雙工連接的終止；?允許老的重復(fù)分節(jié)在網(wǎng)絡(luò)中消逝。?CLOSED：不在連接狀態(tài)（這是為方便描述假想的狀態(tài)，實際不存在）
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