TCP/IP是很多的不同的协议组成,实际上是一个协议组,TCP用户数据报表协议(也称作TCP传输控制协议,Transport Control Protocol。可靠的主机到主机层协议。这里要先强调一下,传输控制协议是OSI网络的第四层的叫法,TCP传输控制协议是TCP/IP传输的6个基本协议的一种。两个TCP意思非相同。 )。TCP是一种可靠的面向连接的传送服务。它在传送数据时是分段进行的,主机交换数据必须建立一个会话。它用比特流通信,即数据被作为无结构的字节流。 通过每个TCP传输的字段指定顺序号,以获得可靠性。是在OSI参考模型中的第四层,TCP是使用IP的网间互联功能而提供可靠的数据传输,IP不停的把报文放到 网络上,而TCP是负责确信报文到达。在协同IP的操作中TCP负责:握手过程、报文管理、流量控制、错误检测和处理(控制),可以根据一定的编号顺序对非正常顺序的报文给予从新排列顺序。关于TCP的RFC文档有RFC793、RFC791、RFC1700。
在TCP会话初期,有所谓的“三握手”:对每次发送的数据量是怎样跟踪进行协商使数据段的发送和接收同步,根据所接收到的数据量而确定的数据确认数及数据发送、接收完毕后何时撤消联系,并建立虚连接。为了提供可靠的传送,TCP在发送新的数据之前,以特定的顺序将数据包的序号,并需要这些包传送给目标机之后的确认消息。TCP总是用来发送大批量的数据。当应用程序在收到数据后要做出确认时也要用到TCP。由于TCP需要时刻跟踪,这需要额外开销,使得TCP的格式有些显得复杂
㈡ 计算机网络——TCP三次握手四次挥手
用户进程和服务器进程需要完成一次通信都需要完成 三个阶段 : 连接建立、数据传送、连接释放
参考:三次握手和四次挥手
首先先明确几个概念:
序列号seq(4B) :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(4B) : 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受到下一个字节的编号,因此挡墙报文段最后一个字节的编号+1即是确认号。
确认ACK(1bit) :仅当ACK=1,确认号字段才有效。ACK=0,确认号无效。
同步SYN : 连接建立时 用于同步序号。SYN=1表示这是一个连接请求,或连接接收报文,SYN这个标志位只有在TCP建立连接才会被置为1,握手完成后SYN标志位被置为0.当SYN=1,ACK=0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用SYN=1,ACK=1
终止FIN :用来释放一个连接。
B的TCP服务器进程先创建传输控制块TCB,准备接受客户进程的连接请求。然后服务器进程就处于LISTEN(收听)状态,等待客户的连接请求。若有,则作出响应。
1)第一次握手:A首先向B发一个SYN (Synchronize) 标记的包,告诉B请求建立连接,一个 SYN包就是仅SYN标记设为1的TCP包(参见TCP包头Resources), SYN=1的报文段不能携带数据 ,但要 消耗掉一个序号, 此时TCP客户进程进入SYN-SENT(同步已发送)状态。
2)第二次握手:B收到后会发一个对SYN包的确认包(SYN/ACK)回去,表示对第一个SYN包的确认,并继续握手操作.注意: SYN/ACK包是仅SYN 和 ACK 标记为1的包。在确认报文段中,测试TCP服务器进程进入SYN-RCVD(同步收到)状态;
3)第三次握手:TCP客户进程收到B的确认后,要向B给出确认报文段,ACK报文段可以携带数据,不携带数据则不消耗序号。TCP连接已经建立,A进入ESTABLISHED(已建立连接)。
当B收到A的确认后,也进入建立连接状态。
序列号和确认号的关系:
第一次握手序列号seq=x;
第二次握手序列号seq=y,确认号ack=x+1;
第三次握手序列号seq=x+1,确认号ack=y+1;
序列号seq是上一次的确认号,而确认号是上一次的序列号+1;这是因为SYN=1的报文段不能携带数据,但要消耗掉一个序号,所以下一个报文段要+1;
为了防止已经失效的连接请求报文段突然又传到服务端,因而产生错误”,这种情况是:一端(client)A发出去的第一个连接请求报文并没有丢失,而是因为某些未知的原因在某个网络节点上发生滞留,导致延迟到连接释放以后的某个时间才到达另一端(server)B。本来这是一个早已失效的报文段,但是B收到此失效的报文之后,会误认为是A再次发出的一个新的连接请求,于是B端就向A又发出确认报文,表示同意建立连接。如果不采用“三次握手”,那么只要B端发出确认报文就会认为新的连接已经建立了,但是A端并没有发出建立连接的请求,因此不会去向B端发送数据,B端没有收到数据就会一直等待,这样B端就会白白浪费掉很多资源。如果采用“三次握手”的话就不会出现这种情况,B端收到一个过时失效的报文段之后,向A端发出确认,此时A并没有要求建立连接,所以就不会向B端发送确认,这个时候B端也能够知道连接没有建立。(知乎上对上面的解释的评论:这个解答不是问题的本质,这个课本很多知识比较片面。问题的核心在于保证信道数据传输的可靠性,避免资源浪费仅仅是一个小的弱原因,不重要。)
从客户端到服务端释放连接的过程中,需要四次报文传输。
TCP四次挥手过程
1)A的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段(FIN=1,序号seq=u),并停止再发送数据,主动关闭TCP连接,进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态,等待B的确认。
2)B收到连接释放报文段后即发出确认报文段,(ACK=1,确认号ack=u+1,序号seq=v),B进入CLOSE-WAIT(关闭等待)状态,此时的TCP处于半关闭状态,A到B的连接释放。
3)A收到B的确认后,进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待B发出的连接释放报文段。
4)B没有要向A发出的数据,B发出连接释放报文段(FIN=1,ACK=1,序号seq=w,确认号ack=u+1),B进入LAST-ACK(最后确认)状态,等待A的确认。
5)A收到B的连接释放报文段后,对此发出确认报文段(ACK=1,seq=u+1,ack=w+1),A进入TIME-WAIT(时间等待)状态。此时TCP未释放掉,需要经过时间等待计时器设置的时间2MSL后,A才进入CLOSED状态。
大概就是A和B:
A:“我不和你说话了”
B:“知道了”
此时A单方面不和B说话,当B也没有话对A说的时候
B:“我也不和你说话了”
A:“好的”
两个人互相不说话了
TCP四次挥手总结
客户端发送FIN后,进入终止等待状态,服务器收到客户端连接释放报文段后,就立即给客户端发送确认,服务器就进入CLOSE_WAIT状态,此时TCP服务器进程就通知高层应用进程,因而从客户端到服务器的连接就释放了。此时是“半关闭状态”,即客户端不可以发送给服务器,服务器可以发送给客户端。
此时,如果服务器没有数据报发送给客户端,其应用程序就通知TCP释放连接,然后发送给客户端连接释放数据报,并等待确认。客户端发送确认后,进入TIME_WAIT状态,但是此时TCP连接还没有释放,然后经过等待计时器设置的2MSL后,才进入到CLOSE状态。
㈢ 三次握手机制用于解决什么
用于解决网络中出现重复请求报文的问题。
第一次:首先A发送一个(SYN)到B,意思是A要和B建立连接进行通信,如果是只有一次握手,这样肯定是不行的,A压根都不知道B是不是收到了这个请求。
第二次:B收到A要建立连接的请求之后,发送一个确认(SYN+ACK)给A,意思是收到A的消息了,B这里也是通的,表示可以建立连接。如果只有两次通信,这时候B不确定A是否收到了确认消息,有可能这个确认消息由于某些原因丢了。
第三次:A如果收到了B的确认消息之后,再发出一个确认(ACK)消息,意思是告诉B,这边是通的,然后A和B就可以建立连接相互通信了。
(3)计算机网络简答题三次握手扩展阅读:
注意事项:
刚接触网络编程时,感觉网络连接的建立、网络数据的收发、网络连接的断开这些操作仅仅是调用几个socket AIP就可以搞定的事情,跟网络中讲述的TCP三次握手等内容完全扯不上关系。
listen函数:内核为任何一个给定的套接字维护两个队列 1.未完成连接状态(客户端发送的第一个SYN已经到服务器,服务器等待TCP三次握手完成,这些套接字处于SYN_RCVD状态)。