TCP三次握手和四次揮手以及11種狀態

TCP三次握手和四次揮手以及11種狀態

一、三次握手

置位概念：根據TCP的包頭字段，存在3個重要的標識ACK、SYN、FIN
ACK：表示驗證字段
SYN：位數置1，表示創建TCP鏈接
FIN：位數置1，表示斷開TCP鏈接

三次握手過程說明：
一、由客戶端發送創建TCP鏈接的請求報文，其中報文中包含seq序列號，是由發送端隨機生成的，而且將報文中的SYN字段置爲1，表示須要創建TCP鏈接。（SYN=1，seq=x，x爲隨機生成數值）
二、由服務端回覆客戶端發送的TCP鏈接請求報文，其中包含seq序列號，是由回覆端隨機生成的，而且將SYN置爲1，並且會產生ACK字段，ACK字段數值是在客戶端發送過來的序列號seq的基礎上加1進行回覆，以便客戶端收到信息時，知曉本身的TCP創建請求已獲得驗證。（SYN=1，ACK=x+1，seq=y，y爲隨機生成數值）這裏的ack加1能夠理解爲是確認和誰創建鏈接。
三、客戶端收到服務端發送的TCP創建驗證請求後，會使本身的序列號加1表示，而且再次回覆ACK驗證請求，在服務端發過來的seq上加1進行回覆。（SYN=1，ACK=y+1，seq=x+1）

二、四次揮手

四次揮手過程說明：
一、客戶端發送斷開TCP鏈接請求的報文，其中報文中包含seq序列號，是由發送端隨機生成的，而且還將報文中的FIN字段置爲1，表示須要斷開TCP鏈接。（FIN=1，seq=x，x由客戶端隨機生成）

二、服務端會回覆客戶端發送的TCP斷開請求報文，其包含seq序列號，是由回覆端隨機生成的，並且會產生ACK字段，ACK字段數值是在客戶端發過來的seq序列號基礎上加1進行回覆，以便客戶端收到信息時，知曉本身的TCP斷開請求已經獲得驗證。（FIN=1，ACK=x+1，seq=y，y由服務端隨機生成）
三、服務端在回覆完客戶端的TCP斷開請求後，不會立刻進行TCP鏈接的斷開，服務端會先確保斷開前，全部傳輸到A的數據是否已經傳輸完畢，一旦確認傳輸數據完畢，就會將回復報文的FIN字段置1，而且產生隨機seq序列號。（FIN=1，ACK=x+1，seq=z，z由服務端隨機生成）
四、客戶端收到服務端的TCP斷開請求後，會回覆服務端的斷開請求，包含隨機生成的seq字段和ACK字段，ACK字段會在服務端的TCP斷開請求的seq基礎上加1，從而完成服務端請求的驗證回覆。（FIN=1，ACK=z+1，seq=h，h爲客戶端隨機生成）
至此TCP斷開的4次揮手過程完畢

三、11種狀態

一、一開始，創建鏈接以前服務器和客戶端的狀態都爲CLOSED；
二、服務器建立socket後開始監聽，變爲LISTEN狀態；
三、客戶端請求創建鏈接，向服務器發送SYN報文，客戶端的狀態變味SYN_SENT；
四、服務器收到客戶端的報文後向客戶端發送ACK和SYN報文，此時服務器的狀態變爲SYN_RCVD；
五、而後，客戶端收到ACK、SYN，就向服務器發送ACK，客戶端狀態變爲ESTABLISHED；
六、服務器端收到客戶端的ACK後變爲ESTABLISHED。此時3次握手完成，鏈接創建！

因爲TCP鏈接是全雙工的，斷開鏈接會比創建鏈接麻煩一點點。
一、客戶端先向服務器發送FIN報文，請求斷開鏈接，其狀態變爲FIN_WAIT1；
二、服務器收到FIN後向客戶端發送ACK，服務器的狀態圍邊CLOSE_WAIT；
三、客戶端收到ACK後就進入FIN_WAIT2狀態，此時鏈接已經斷開了一半了。若是服務器還有數據要發送給客戶端，就會繼續發送；
四、直到發完數據，就會發送FIN報文，此時服務器進入LAST_ACK狀態；
五、客戶端收到服務器的FIN後，立刻發送ACK給服務器，此時客戶端進入TIME_WAIT狀態；
六、再過了2MSL長的時間後進入CLOSED狀態。服務器收到客戶端的ACK就進入CLOSED狀態。
至此，還有一個狀態沒有出來：CLOSING狀態。
CLOSING狀態表示：
客戶端發送了FIN，可是沒有收到服務器的ACK，卻收到了服務器的FIN，這種狀況發生在服務器發送的ACK丟包的時候，由於網絡傳輸有時會有意外。

LISTEN：等待從任何遠端TCP 和端口的鏈接請求。

SYN_SENT：發送完一個鏈接請求後等待一個匹配的鏈接請求。

SYN_RECEIVED：發送鏈接請求而且接收到匹配的鏈接請求之後等待鏈接請求確認。

ESTABLISHED：表示一個打開的鏈接，接收到的數據能夠被投遞給用戶。鏈接的數據傳輸階段的正常狀態。

FIN_WAIT_1：等待遠端TCP 的鏈接終止請求，或者等待以前發送的鏈接終止請求的確認。

FIN_WAIT_2：等待遠端TCP 的鏈接終止請求。

CLOSE_WAIT：等待本地用戶的鏈接終止請求。

CLOSING：等待遠端TCP 的鏈接終止請求確認。

LAST_ACK：等待先前發送給遠端TCP 的鏈接終止請求的確認（包括它字節的鏈接終止請求的確認）

TIME_WAIT：等待足夠的時間過去以確保遠端TCP 接收到它的鏈接終止請求的確認。
TIME_WAIT 兩個存在的理由：
          1.可靠的實現tcp全雙工鏈接的終止；
          2.容許老的重複分節在網絡中消逝。

CLOSED：不在鏈接狀態（這是爲方便描述假想的狀態，實際不存在）