TCP三次握手图解与实践总结

你的名字 2022-09-29 04:19 55阅读 0赞

之前在面试的时候面试官问到了TCP三次握手的连接，虽然自己都懂，但是还有很多细节的地方被我忽略了，所以这里提醒下大家，要学好技术，每一个重要知识点都要扣的细一些，不要给自己的知识库留下任何盲区，否则只能是懂得表面不懂原理的半桶水的状态。

稍微有计算机网络基础的人都知道TCP的建立是通过三次握手，但是一个URL的访问，从按下回车键开始，到TCP的建立，中间经历了什么？

以下我把我的总结写下来和大家分享，也能够加深自己的印象。（参考《计算机网络》，第6版，谢希仁著）。

## 1、三次握手的步骤和图解    ##

假设现有客户端A和服务器B

第一次握手：客户端A向服务器B发送连接请求报文段，同步位SYN=1，序列号seq=x，并进入SYNSEND状态；

第二次握手：服务器B接到客户端的请求之后，返回一个确认报文，同部位SYN=1，确认位ACK=1，序列号seq=y,确认号ack=x+1（表示x和x之前的字节流都已收到），并进入SYNRCVD状态；

第三次握手：客户端A在收到服务器B的确认后还要继续返回一个确认报文，确认位ACK=1，seq=x+1，ack=y+1(注意第三次握手的SYN=0)。

图解如下：

![Center][]

## 2、TCP三次握手的详细信息    ##

下面我们通过抓包软件wireshark来实践并分析TCP连接

### **先交代下背景：** ###

客户端IP：192.168.1.3

DNS服务器IP：192.168.1.1

www.baidu.com对应的IP：14.215.177.38

### **操作过程：** ###

1.通过wireshark开始抓包，

2.打开浏览器访问URL：www.baidu.com，

3.通过逻辑表达式筛选出只与这次操作有关的IP地址（(ip.src == 192.168.1.3&&ip.dst == 14.215.177.38)||(ip.src == 14.215.177.38&&ip.dst == 192.168.1.3)||(ip.src == 192.168.1.3&&ip.dst == 192.168.1.1)||(ip.src == 192.168.1.1&&ip.dst == 192.168.1.3)）

4.分析抓到的数据包

### 结果分析：    ###

从访问URL开始到TCP三次握手建立连接后的结果如下图

![Center 1][]

#### 从NO.2可以看出，第一步是向DNS服务器请求解析www.baidu.com域名，    ####

#### 从NO.3可以看出，第二步是DNS服务器解析后向客户端返回域名对应的IP地址， ####

#### NO.776表示TCP的第一次握手，下图为TCP第一次握手的首部信息 ####

![Center 2][]

从中可以看到，TCP的首部信息包括源端口，目的端口，序列号，确认号，首部长度，flags，窗口大小，检验和，紧急指针等信息，其中的SYN为Set，即表示SYN=1，

Sequence number:0，表示序列号seq=0，其他信息读者可以自行查看。

#### NO.777表示TCP的第二次握手，下图为TCP第二次握手的首部信息 ####

![Center 3][]

这一次的源端口号和目的端口号是反过来，说明第二次握手是从服务端发送的报文段。其中的SYN=1，ACK=1，seq=0，ack=1(为第一次的ack+1)

#### NO.778表示TCP的第三次握手，下图为TCP第三次握手的首部信息 ####

![Center 4][]

源端口号和目的端口号和第一次握手的一样，说明是客户端向服务端发送的报文段。其中的ACK=1，seq=1,ack=1。

## 3、只有两次握手的话造成的问题 ##

假设TCP只有两次握手即可建立连接，现有一种情况：客户端A向服务端B发送一个请求连接报文段，因为网络堵塞，该报文段没有被传送到B但未丢失，A再重传一个请求连接报文段，这次B收到了第二次发送的报文段，B再发回确认报文段，此刻连接已建立。当数据传完了连接断开，此时A第一次发送的请求连接报文段延迟传送到了B，这是一个失效的请求连接报文段，B误以为A又请求连接，于是向A发送确认报文段，同意建立连接，因为是采用两次握手，那么多余的连接就会被建立，从而造成资源浪费。

## 4.问题 ##

TCP是采用三次握手建立连接，但是当第二次握手完成的时候客户端A就已经变成了ESTABLISHED状态，是不是就代表A往B方向的连接就已经建立并可以从A往B发送数据了？TCP三次握手后的连接是全双工的，那么此刻是不是就代表已经是半双工了？这是我存在的一个问题，希望知道答案的读者可以通过留言一起讨论下，谢谢。

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