2023-05-10发表计算机 / 计算机网络8 分钟读完 (大约1268个字)

计算机网络

01.三次握手原理图

第一次：发送SNY=1表示此次握手是请求建立连接的，然后seq生成一个客户端的随机数X
第二次：发送SNY=1,ACK=1表示是回复请求建立连接的，然后ack=客户端的seq+1（这样客户端收到后就能确认是之前想要连接的那个服务端），然后把服务端也生成一个代表自己的随机数seq=Y发给客户端。
第三次：ACK=1。 seq=客户端随机数+1，ack=服务端随机数+1（这样服务端就知道是刚刚那个客户端了）

为什么建立连接需要三次握手
- 首先非常明确的是两次握手是最基本的，第一次握手，C端发了个连接请求消息到S端，S端收到后S端就知道自己与C端是可以连接成功的，但是C端此时并不知道S端是否接收到这个消息，所以S端接收到消息后得应答，C端得到S端的回复后，才能确定自己与S端是可以连接上的，这就是第二次握手。
- C端只有确定了自己能与S端连接上才能开始发数据。所以两次握手肯定是最基本的。
- 那么为什么需要第三次握手呢？假设一下如果没有第三次握手，而是两次握手后我们就认为连接建立，那么会发生什么？
- 第三次握手是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
具体情况就是：
- C端发出去的第一个网络连接请求由于某些原因在网络节点中滞留了，导致延迟，直到连接释放的某个时间点才到达S端，这是一个早已失效的报文，但是此时S端仍然认为这是C端的建立连接请求第一次握手，于是S端回应了C端，第二次握手。
- 如果只有两次握手，那么到这里，连接就建立了，但是此时C端并没有任何数据要发送，而S端就会傻傻的等待着，造成很大的资源浪费。所以需要第三次握手，只有C端再次回应一下，就可以避免这种情况。

如图所示：
大概流程如下所示
- 经过上面的建立连接图的解析，这个图应该不难看懂，这里主要有一个问题：为什么比建立连接时多了一次握手？
- 可以看到这里服务端的ACK(回复客户端)和FIN(终止)消息并不是同时发出的，而是先ACK，然后再FIN，这也很好理解，当客户端要求断开连接时，此时服务端可能还有未发送完的数据，所以先ACK，然后等数据发送完再FIN。
- 由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独关闭。客户端在数据发送完毕后发送一个结束数据段FIN，且服务端也返回确认数据段ACK，此时结束了客户端到服务端的连接；然后客户端接收到服务端发送的FIN，且服务端也收到了ACK之后，自此双方的数据通信完全结束。简单说来是“先关读，后关写”，一共需要四个阶段：服务器读通道关闭->客户机写通道关闭->客户机读通道关闭->服务器写通道关闭。这样就变成了四次握手了。

TCP采用四次挥手关闭连接如图所示为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？
- 这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。