超详细的 TCP 三次握手和四次挥手分析

我会带着你远行 2023-05-28 14:20 75阅读 0赞

先了解一下TCP头部数据结构的关键概念：

**序列号seq：**

占4个字节，用来标记数据段的顺序，TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号，第一个字节的编号由本地随机产生；给字节编上序号后，就给每一个报文段指派一个序号；序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。

**确认号ack：**

占4个字节，期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号；序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号；而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号；因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号。

**主要标志位**

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>字段</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ACK</td> 
   <td>确认号是否有效，仅当ACK=1时，确认号字段才有效。ACK=0时，确认号无效</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SYN</td> 
   <td>连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使得SYN=1，ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FIN</td> 
   <td>用来释放一个连接。FIN=1表示：此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>URG</td> 
   <td>紧急指针是否有效。为1，表示某一位需要被优先处理</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PSH</td> 
   <td>提示接收端应用程序立即从TCP缓冲区把数据读走</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RST</td> 
   <td>对方要求重新建立连接，复位</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

--------------------

三次握手过程

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th colspan="2">TCP三次握手过程</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><b>第一次握手</b></td> 
   <td>客户端发送 <b>SYN</b> 包 (syn=x) 到服务器，并进入 <b>SYN_SEND</b> 状态，等待服务器确认；</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><b>第二次握手</b></td> 
   <td>服务器收到 <b>SYN</b> 包，必须确认客户的 <b>SYN</b>(ack=x+1)，同时自己也发送一个 <b>SYN</b> 包（syn=y），即 <b>SYN+ACK</b> 包，此时服务器进入 <b>SYN_RECV</b> 状态；</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><b>第三次握手</b></td> 
   <td>客户端收到服务器的 <b>SYN+ACK</b> 包，向服务器发送确认包 <b>ACK</b>(ack=y+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入 <b>ESTABLISHED</b> 状态，完成三次握手。 </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。

**通俗的总结三次握手的目的和结果：**

第一次握手：客户端发送连接请求到服务端，服务端收到请求后，确认了客户端可以正常发送数据，同时也确认了自己可以正常接收客户端的数据；

接下来进行第二次握手：服务端发送应答包给客户端，客户端收到应答包后，就可以确认自己可以正常发送数据给服务端（因为自己的请求被服务端接收到了），同时也确认了服务端可以正常发送数据给自己；

通过前面两次的握手，客户端知道了自己可以发送数据到服务端也可以接收服务端的数据，但服务端只知道自己可以接收客户端的数据，不知道能不能发送数据给客户端，所以需要进行第三次握手：客户端再次发送应答包给服务端，服务端收到之后就确认了自己可以正常发送数据给客户端；

**所以需要三次握手来确认了客户端和服务端的接收和发送能力，而无需进行第四次，同时也说明了两次握手无法确认双发的发送和接收能力。**

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四次挥手过程

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th colspan="2">TCP四次挥手过程</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><b>第一次挥手</b></td> 
   <td>主动关闭方发送一个 <b>FIN</b>，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。 </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><b>第二次挥手</b></td> 
   <td>被动关闭方收到 <b>FIN</b> 包后，发送一个 <b>ACK</b> 给对方，确认序号为收到序号+1（与 <b>SYN</b> 相同，一个 <b>FIN</b> 占用一个序号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><b>第三次挥手</b></td> 
   <td>被动关闭方发送一个 <b>FIN</b>，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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><b>第四次挥手</b></td> 
   <td>主动关闭方收到 <b>FIN</b> 后，发送一个 <b>ACK</b> 给被动关闭方，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>