看圖理解TCP的三次握手和四次揮手

閱讀時間：8min 閱讀目標：

1. 掌握TCP鏈接過程
2. 學會計算seq、ack碼

TCP 協議是HTTP協議的重要基礎，充分理解TCP協議的鏈接及端口，有助於咱們深刻理解網絡請求和鏈接。今天就來看圖學習TCP請求的鏈接、數據傳輸及端口鏈接。

---

OSI7層網絡模型

OSI是Open System Interconnection的縮寫，國際標準化組織（ISO）制定了OSI模型，該模型定義了不一樣計算機互聯的標準，是設計和描述計算機網絡通訊的基本框架。

參考模型（從上至下）	各層含義
應用層	爲應用程序提供服務，如HTTP、FTP、SMTP、POP3等
表示層	數據格式轉換翻譯、數據加密解密、壓縮解壓縮
會話層	不一樣機器之間的用戶創建及管理會話
傳輸層	創建管理和維護端到端的鏈接，TCP、UDP
網絡層	IP地址及路由選擇
數據鏈路層	物理尋址，將原始比特流轉化爲邏輯傳輸線路
物理層	機械、電子、定時接口通訊信道上上的原始比特流傳輸

1. 傳輸層

接受上一次的數據，將數據進行分割，保證數據準確到達對端。

2. TCP

TCP是面向鏈接的無狀態的協議。爲了鏈接的可靠性，每次鏈接的創建都須要3次握手。

2.1 創建鏈接（3次握手）

3次握手的目的：

1. 同步鏈接雙方的序列號和確認號；
2. 交換TCP窗口大小信息。

客戶端(狀態）	創建鏈接（三次握手）	服務端（狀態）
CLOSED		LISTEN
	SYN seq=0 ==》
SYN_SENT
	《== SYN ACK ack=1,seq=0
		SYN_RCVD
	ACK ack=1,seq=1 ==》
ESTABLISHED		ESTABLISHED

• 第一次握手: 創建鏈接。客戶端發送鏈接請求，發送SYN報文，隨機生成seq，本例默認爲0。而後，客戶端進入SYN_SEND狀態，等待服務器的確認。
• 第二次握手: 服務器收到客戶端的SYN報文段。須要對這個SYN報文段進行確認，發送ACK報文，將ack設置爲1（ack值爲對方seq+1或者seq+L(數據長度L)）。同時，本身還要發送SYN請求信息，將seq爲0。服務器端將上述全部信息一併發送給客戶端，此時服務器進入SYN_RECV狀態。
• 第三次握手: 客戶端收到服務器的ACK和SYN報文後，進行確認，而後將ack設置爲1，seq設置爲1，向服務器發送ACK報文段，這個報文段發送完畢之後，客戶端和服務器端都進入ESTABLISHED狀態，完成TCP三次握手。

2.2 數據傳輸

客戶端	數據傳輸	服務端
	PSH seq=1， ACK ack=1（segmentLen = 99） ==》
	《== PSH seq=1, ACK ack=100 （segmentLen = 119）
	ACK ack=120,seq=100 ==》

• 客戶端先向服務器發送數據，該數據報是長度爲99的數據。
• 服務器收到報文後, 也向客戶端發送了一個數據進行確認（ACK），而且返回客戶端要請求的數據，數據的長度爲111，將seq設置爲1，ack設置爲120（1 + 119）。
• 客戶端收到服務器返回的數據後進行確認（ACK），將seq設置爲100， ack設置爲112（1 + 111）。

2.3 斷開連接（4次揮手）

客戶端(狀態）	斷開鏈接	服務端（狀態）
	FIN ACK ack=120，seq=100 ==》
FIN_WAIT_1
	《== ACK ack=101,seq=120
FIN_WAIT_2		CLOSE_WAIT
	《== ACK ack=101,seq=120
		LAST_ACK
	ACK ack=121,seq=101 ==》
TIME_WAIT		CLOSE

• 第一次揮手：客戶端向服務器發送一個FIN報文段，將設置seq爲100和ack爲120，;此時，客戶端進入 FIN_WAIT_1狀態,這表示客戶端沒有數據要發送服務器了，請求關閉鏈接;
• 第二次揮手：服務器收到了客戶端發送的FIN報文段，向客戶端回一個ACK報文段，ack設置爲101，seq設置爲120;服務器進入了CLOSE_WAIT狀態，客戶端收到服務器返回的ACK報文後，進入FIN_WAIT_2狀態;
• 第三次揮手：服務器會觀察本身是否還有數據沒有發送給客戶端，若是有，先把數據發送給客戶端，再發送FIN報文；若是沒有，那麼服務器直接發送FIN報文給客戶端。請求關閉鏈接，同時服務器進入LAST_ACK狀態;
• 第四次揮手：客戶端收到服務器發送的FIN報文段，向服務器發送ACK報文段，將seq設置爲101，將ack設置爲121，而後客戶端進入TIME_WAIT狀態;服務器收到客戶端的ACK報文段之後，就關閉鏈接;此時，客戶端等待2MSL後依然沒有收到回覆，則證實Server端已正常關閉，客戶端也能夠關閉鏈接了。

** 計算規則： ** seq 爲序列號 ack 爲應答碼 seq = 對方上次的ack；（首次發送時seq爲系統隨機生成） ack = 對方的seq+1（無數據傳輸時） 或者 seq+L（報文數據的長度L）