不要再让TCP协议及三次握手、四次挥手掉分了

淩亂°似流年 2022-01-20 05:49 144阅读 0赞

### 网络协议模型 ###

网络中的网络协议模型共有两种：一种是网络标准 `OSI/ISO`七层协议模型，一种是使用广泛 `TCP/IP`五层协议模型。上图就是 `OSI/IOS`七层协议模型。其实这两种都差不多， `TCP/IP`五层协议模型是把 `OSI/IOS`七层模型的上三层合并成为了应用层。

#### 数据在网络上的传输过程 ####

在网络传输上共有两个角色：客户端和服务端。客户端发送请求，服务端响应请求。网络请求在网络协议模型上是一个拆包和封包的过程。

**过程如下**：

1.  数据发送端每经过一层都会封装上这层协议的协议头部向下传输。例如：对于网络请求来说，在应用层封装上HTTP的头部转换成报文，在传输层封装上TCP头部转换成数据包，在网络层封装上IP的头部转化成IP数据报，在数据链路层加上MAC地址封装成帧，然后在物理层转换成比特流进行传输。
2.  在物理层传输过程中如果遇到交换机和路由器。遇到交换机把比特流转换成帧，根据交换机所指MAC地址重新封装成帧再向下转换进行传输；遇到路由器拆包到网络层，根据路由策略决定向下传的IP地址再进行向下封装传输。
3.  经过万里长征终于到达服务器，会在网络协议模型中把第一步骤一一拆解开，最终拿到数据。响应过程中还是这么一套过程。

#### 数据通信的三种基本方式 ####

写到这心里一凉，慌的拿起我的计算机网络书看了看....

##### 单向通信 #####

单向通信又称单工通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。比如：无线电广播、电视广播这种。

##### 双向交替通信 #####

双向交替通信又称半双工通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能同时发送(当然也不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方只能接受，等发送的一方不发了，接收的一方才可以发送。比如：对讲机等。

##### 双向同时通信 #####

双向同时通信又称全双工通信，即通信的双方都可以同时发送和接受信息。显然，双向通信的传输效率最高。TCP就是全双工通信。

说了这么多(其实也不多)，主要还是要聊聊传输层TCP协议。

### TCP ###

#### TCP协议的特点 ####

1.  TCP是面向连接的传输层协议
2.  每一条TCP协议只能有两个端口
3.  TCP提供数据的可靠交付服务
4.  TCP是全双工通信
5.  面向字节流

#### TCP头部 ####

TCP头部共有20字节的数据，如下图：

*  0-4：我们都知道TCP协议是保证端到端可靠传输，首先是4个字节的目的端口和源端口
 *  4-8：Sequence Number （发包的顺序号）
 *  8-12：Acknowledgment Number （应答号,不同的应答号代表者不同的指令，标记此次动作）
 *  12-16：标记位，偏移量，时间窗口等等
 *  16-20：Checksum(校验码)、Urgent Pointer(偏移指针)
 *  TCP Options TCP内置的命令（FIN,SYN就在这里）。
 *  上层数据

#### socket套接字 ####

上面说到TCP的特点的时候说道每一条TCP只能有两个端口，这端口不是别的，就是套接字端口。

套接字接口的格式：

> socket = \{IP地址 : 端口号\}

#### 三次握手、四次挥手 ####

**为什么三次握手、四次挥手？**

TCP保证的是应用程序之间端到端的可靠传输。要想可靠就必须要有这个机制。

##### 三次握手 #####

先来张好玩的图

三次握手总结如下：

1.  客户端对服务端说：Hi，你能收到我发的信息吗？
2.  服务器对客户端说：我能收到，你能收到我发的吗？
3.  客户端对服务器说：我也能收到。

是不是非常好理解，再来个详细。

*  开始的时候客户端和服务器的TCP连接都处于CLOSE状态。当要连接的时候，客户端为主动打开，服务端为被动打开。
 *  一开始服务端服务器进程首先创建传输控制模块TCB(这其中保存了连接重要的信息),然后服务端就处于LISTEN状态。
 *  客户端向服务器发送一个SYN=1,seq=n(SYN=1,建立连接的标志，seq为头部的序号位)的数据包，此时客户端进入SYN\_SENT状态(连接请求已发送)。
 *  服务端接收到客户端发来的请求时，会向客户端发送确认并且请求客户端建立连接(SYN=1、ACK=1、seq=k,ack=n+1)，此时服务端进入SYN\_RCVD状态(连接请求收到)
 *  客户端接收到服务器的确认后，并且还要向服务器发送确认，(ACK=1,seq=n+1,ack=k+1)，此时TCP建立连接，客户端状态变为EXTABLISHED(已连接状态)
 *  服务端接受到客户端的确认之后，同样也进入EXTABLISHED(已连接状态)。三次握手完毕

##### 四次挥手 #####

在此次聊天过程中，突然双方起了争执。

四次挥手总结如下：

1.  客户端对服务端说：我不想听你说话了，不和你聊了(此时客户端已经把手机扔一边了)。
2.  服务端对客户端说：你不想听，我也要说(服务端直男癌犯了，服务端说啥客户端都看不到)。
3.  服务端对客户端说：我也不想和你说话了，冷战吧。
4.  客户端对服务端说：好，冷战就冷战，然后双方删了微信。

*  开始处于数据传输过程中，双方状态为ESTABLISHED。
 *  首先客户端向服务端发送FIN=1，seq=x(FIN=1是断开连接的标志)的数据包，进入FIN\_WAIT1状态(终止等待1)。
 *  服务端接受到客户端的请求，因为服务端这边还要收场，所以先应答客户端，进入CLOSE\_WAIT状态(关闭等待)。此时TCP通信就进入到了半关闭状态。
 *  客户端接收到服务端返回的确定进入FIN\_WAIT2状态(终止等待2).
 *  服务端处理好自己的事情之后，向客户端发送一个FIN=1的包，进入LAST\_ACK(最后确认)状态。
 *  客户端接收到服务端发送的关闭连接的包，并返回个服务端确认。进入TIME\_WAIT(时间等待)状态，此时TCP连接还没有释放点，必须要经过时间等待计数器设置的时间之后(2MSL),才会进入CLOSED(关闭)状态。
 *  服务端接受到客户端的确认之后，进入CLOSED(关闭)状态。
 *  客户端时间等待计数器结束之后进入CLOSED(关闭)状态。TCP连接释放。

Over！

原文连接：[TCP协议及三次握手、四次挥手][TCP]

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