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三次握手

所谓的“三次握手”:为了对每次发送的数据量进行跟踪与协商,确保数据段的发送和接收同步,根据所接收到的数据量而确认数据发送、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。 

为了建立连接TCP连接,通信双方必须从对方了解如下信息: 

1、对方报文发送的开始序号。 

2、对方发送数据的缓冲区大小。 

3、能被接收的最大报文段长度MSS。 

4、被支持的TCP选项。 

在TCP协议中,通信双方将通过三次TCP报文段彭对以上信息的了解,并在此基础上建立一个TCP连接,而通信双方的三次TCP报文段的交换过程,也就是通常所说的TCP连接建立实现的三次握手(Three-Way Handshake)过程。 

当连接建立完成之后,则: 

1、TCP连接的通信双方均可知道连接上对方将被发送的第一个字节的序列号(发给对方的确认号,A发给B的确认号就是B将发送的序列号,同样B也是); 

2、双方均可知道连接上能发送的MSS,从而即可选取握手阶段双方交换的SYN报文和SYN+ACK报文中MSS选项中较小的值作为实际值; 

3、双方均可知道对方的接收缓冲区大小; 

4、双方均可知道对方能否使用SACK、窗口缩放等选项。 

基于这些信息,双方即可建立一个TCP连接(x,y)并基于该连接开始报文段的传输。 

采用三次握手法建立TCP连接,如果有两台主机同时企图在同样的套接字之间建立一个连接,则结果将只有一个连接被建立起来(这两个连接被看作完全相同,即为同一个连接),因为所有的连接都是由它们的端点来标识的。若第一个请求导致建立了一个由(x,y)标识的连接,而第二个请求也建立了一个由(X,y)标识的连接,则在TCP实体内部只会存在一个TCP连接表项(x,y)。 

第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(seq=j)到服务器,并进入SYN_SENT状态,等待服务器确认;SYN:同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。 

第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(seq=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态。 

第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED(TCP连接成功)状态,完成三次握手。 

完成三次握手,客户端与服务器开始传送数据,在上述过程中,还有一些重要的概念: 

(1)未连接队列

在三次握手协议中,服务器维护一个未连接队列,该队列为每个客户端的SYN包(seq=j)开设一个条目,该条目表明服务器已收到SYN包,并向客户发出确认,正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于 Syn_RECV状态,当服务器收到客户的确认包时,删除该条目,服务器进入ESTABLISHED状态。 

(2)Backlog参数

表示内核为相应套接字排队的最大连接个数。SYN-ACK重传次数

(3)半连接存活时间

是指半连接队列的条目存活的最长时间,也即服务器从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间,该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。有时我们也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。 

对于一个已经建立的连接,TCP使用改进的四次握手来释放连接(使用一个带有FIN附加标记的报文段)。TCP关闭连接的步骤如下: 

第一步,当主机A的应用程序通知TCP数据已经发送完毕时,TCP向主机B发送一个带有FIN附加标记的报文段(FIN表示英文finish)。 

第二步,主机B收到这个FIN报文段之后,并不立即用FIN报文段回复主机A,而是先向主机A发送一个确认序号ACK,同时通知自己相应的应用程序:对方要求关闭连接(先发送ACK的目的是为了防止在这段时间内,对方重传FIN报文段)。 

第三步,主机B的应用程序告诉TCP:我要彻底的关闭连接,TCP向主机A送一个FIN报文段。 

第四步,主机A收到这个FIN报文段后,向主机B发送一个ACK表示连接彻底释放。 



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