不要再讓TCP協議及三次握手、四次揮手掉分了

網絡協議模型

網絡中的網絡協議模型共有兩種：一種是網絡標準 OSI/ISO七層協議模型，一種是使用普遍 TCP/IP五層協議模型。上圖就是 OSI/IOS七層協議模型。其實這兩種都差很少， TCP/IP五層協議模型是把 OSI/IOS七層模型的上三層合併成爲了應用層。

數據在網絡上的傳輸過程

在網絡傳輸上共有兩個角色：客戶端和服務端。客戶端發送請求，服務端響應請求。網絡請求在網絡協議模型上是一個拆包和封包的過程。

過程以下：

1. 數據發送端每通過一層都會封裝上這層協議的協議頭部向下傳輸。例如：對於網絡請求來講，在應用層封裝上HTTP的頭部轉換成報文，在傳輸層封裝上TCP頭部轉換成數據包，在網絡層封裝上IP的頭部轉化成IP數據報，在數據鏈路層加上MAC地址封裝成幀，而後在物理層轉換成比特流進行傳輸。
2. 在物理層傳輸過程當中若是遇到交換機和路由器。遇到交換機把比特流轉換成幀，根據交換機所指MAC地址從新封裝成幀再向下轉換進行傳輸；遇到路由器拆包到網絡層，根據路由策略決定向下傳的IP地址再進行向下封裝傳輸。
3. 通過萬里長征終於到達服務器，會在網絡協議模型中把第一步驟一一拆解開，最終拿到數據。響應過程當中仍是這麼一套過程。

數據通訊的三種基本方式

寫到這內心一涼，慌的拿起個人計算機網絡書看了看....

單向通訊

單向通訊又稱單工通訊，即只能有一個方向的通訊而沒有反方向的交互。好比：無線電廣播、電視廣播這種。

雙向交替通訊

雙向交替通訊又稱半雙工通訊，即通訊的雙方均可以發送信息，但不能同時發送(固然也不能同時接收)。這種通訊方式是一方發送另外一方只能接受，等發送的一方不發了，接收的一方纔能夠發送。好比：對講機等。

雙向同時通訊

雙向同時通訊又稱全雙工通訊，即通訊的雙方均可以同時發送和接受信息。顯然，雙向通訊的傳輸效率最高。TCP就是全雙工通訊。

說了這麼多(其實也很少)，主要仍是要聊聊傳輸層TCP協議。

TCP

TCP協議的特色

1. TCP是面向鏈接的傳輸層協議
2. 每一條TCP協議只能有兩個端口
3. TCP提供數據的可靠交付服務
4. TCP是全雙工通訊
5. 面向字節流

TCP頭部

TCP頭部共有20字節的數據，以下圖：

• 0-4：咱們都知道TCP協議是保證端到端可靠傳輸，首先是4個字節的目的端口和源端口
• 4-8：Sequence Number （發包的順序號）
• 8-12：Acknowledgment Number （應答號,不一樣的應答號表明者不一樣的指令，標記這次動做）
• 12-16：標記位，偏移量，時間窗口等等
• 16-20：Checksum(校驗碼)、Urgent Pointer(偏移指針)
• TCP Options TCP內置的命令（FIN,SYN就在這裏）。
• 上層數據

socket套接字

上面說到TCP的特色的時候說道每一條TCP只能有兩個端口，這端口不是別的，就是套接字端口。

套接字接口的格式：

socket = {IP地址 : 端口號}

三次握手、四次揮手

爲何三次握手、四次揮手？

TCP保證的是應用程序之間端到端的可靠傳輸。要想可靠就必需要有這個機制。

三次握手

先來張好玩的圖

三次握手總結以下：

1. 客戶端對服務端說：Hi，你能收到我發的信息嗎？
2. 服務器對客戶端說：我能收到，你能收到我發的嗎？
3. 客戶端對服務器說：我也能收到。

是否是很是好理解，再來個詳細。

• 開始的時候客戶端和服務器的TCP鏈接都處於CLOSE狀態。當要鏈接的時候，客戶端爲主動打開，服務端爲被動打開。
• 一開始服務端服務器進程首先建立傳輸控制模塊TCB(這其中保存了鏈接重要的信息),而後服務端就處於LISTEN狀態。
• 客戶端向服務器發送一個SYN=1,seq=n(SYN=1,創建鏈接的標誌，seq爲頭部的序號位)的數據包，此時客戶端進入SYN_SENT狀態(鏈接請求已發送)。
• 服務端接收到客戶端發來的請求時，會向客戶端發送確認而且請求客戶端創建鏈接(SYN=一、ACK=一、seq=k,ack=n+1)，此時服務端進入SYN_RCVD狀態(鏈接請求收到)
• 客戶端接收到服務器的確認後，而且還要向服務器發送確認，(ACK=1,seq=n+1,ack=k+1)，此時TCP創建鏈接，客戶端狀態變爲EXTABLISHED(已鏈接狀態)
• 服務端接受到客戶端的確認以後，一樣也進入EXTABLISHED(已鏈接狀態)。三次握手完畢

四次揮手

在這次聊天過程當中，忽然雙方起了爭執。

四次揮手總結以下：

1. 客戶端對服務端說：我不想聽你說話了，不和你聊了(此時客戶端已經把手機扔一邊了)。
2. 服務端對客戶端說：你不想聽，我也要說(服務端直男癌犯了，服務端說啥客戶端都看不到)。
3. 服務端對客戶端說：我也不想和你說話了，冷戰吧。
4. 客戶端對服務端說：好，冷戰就冷戰，而後雙方刪了微信。

• 開始處於數據傳輸過程當中，雙方狀態爲ESTABLISHED。
• 首先客戶端向服務端發送FIN=1，seq=x(FIN=1是斷開鏈接的標誌)的數據包，進入FIN_WAIT1狀態(終止等待1)。
• 服務端接受到客戶端的請求，由於服務端這邊還要收場，因此先應答客戶端，進入CLOSE_WAIT狀態(關閉等待)。此時TCP通訊就進入到了半關閉狀態。
• 客戶端接收到服務端返回的肯定進入FIN_WAIT2狀態(終止等待2).
• 服務端處理好本身的事情以後，向客戶端發送一個FIN=1的包，進入LAST_ACK(最後確認)狀態。
• 客戶端接收到服務端發送的關閉鏈接的包，並返回個服務端確認。進入TIME_WAIT(時間等待)狀態，此時TCP鏈接尚未釋放點，必需要通過時間等待計數器設置的時間以後(2MSL),纔會進入CLOSED(關閉)狀態。
• 服務端接受到客戶端的確認以後，進入CLOSED(關閉)狀態。
• 客戶端時間等待計數器結束以後進入CLOSED(關閉)狀態。TCP鏈接釋放。

Over！

原文鏈接：TCP協議及三次握手、四次揮手