TCP三次握手和四次揮手以及11種狀態(tài)
作者：IT_外賣小哥
來源：51CTO
來源地址： https://blog.51cto.com/jinlong/2065461
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三次握手
置位概念：根據(jù)TCP的包頭字段，存在3個(gè)重要的標(biāo)識(shí)ACK、SYN、FIN
ACK：表示驗(yàn)證字段 SYN：位數(shù)置1，表示建立TCP連接 FIN：位數(shù)置1，表示斷開TCP連接
三次握手過程說明：
1.由客戶端發(fā)送建立TCP連接的請(qǐng)求報(bào)文，其中報(bào)文中包含seq序列號(hào)，是由發(fā)送端隨機(jī)生成的，并且將報(bào)文中的SYN字段置為1，表示需要建立TCP連接。（SYN=1，seq=x，x為隨機(jī)生成數(shù)值）2.由服務(wù)端回復(fù)客戶端發(fā)送的TCP連接請(qǐng)求報(bào)文，其中包含seq序列號(hào)，是由回復(fù)端隨機(jī)生成的，并且將SYN置為1，而且會(huì)產(chǎn)生ACK字段，ACK字段數(shù)值是在客戶端發(fā)送過來的序列號(hào)seq的基礎(chǔ)上加1進(jìn)行回復(fù)，以便客戶端收到信息時(shí)，知曉自己的TCP建立請(qǐng)求已得到驗(yàn)證。（SYN=1，ACK=x+1，seq=y，y為隨機(jī)生成數(shù)值）這里的ack加1可以理解為是確認(rèn)和誰建立連接。3.客戶端收到服務(wù)端發(fā)送的TCP建立驗(yàn)證請(qǐng)求后，會(huì)使自己的序列號(hào)加1表示，并且再次回復(fù)ACK驗(yàn)證請(qǐng)求，在服務(wù)端發(fā)過來的seq上加1進(jìn)行回復(fù)。（SYN=1，ACK=y+1，seq=x+1）
四次揮手
四次揮手過程說明：
1.客戶端發(fā)送斷開TCP連接請(qǐng)求的報(bào)文，其中報(bào)文中包含seq序列號(hào)，是由發(fā)送端隨機(jī)生成的，并且還將報(bào)文中的FIN字段置為1，表示需要斷開TCP連接。（FIN=1，seq=x，x由客戶端隨機(jī)生成）2.服務(wù)端會(huì)回復(fù)客戶端發(fā)送的TCP斷開請(qǐng)求報(bào)文，其包含seq序列號(hào)，是由回復(fù)端隨機(jī)生成的，而且會(huì)產(chǎn)生ACK字段，ACK字段數(shù)值是在客戶端發(fā)過來的seq序列號(hào)基礎(chǔ)上加1進(jìn)行回復(fù)，以便客戶端收到信息時(shí)，知曉自己的TCP斷開請(qǐng)求已經(jīng)得到驗(yàn)證。（FIN=1，ACK=x+1，seq=y，y由服務(wù)端隨機(jī)生成）3.服務(wù)端在回復(fù)完客戶端的TCP斷開請(qǐng)求后，不會(huì)馬上進(jìn)行TCP連接的斷開，服務(wù)端會(huì)先確保斷開前，所有傳輸?shù)紸的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)傳輸完畢，一旦確認(rèn)傳輸數(shù)據(jù)完畢，就會(huì)將回復(fù)報(bào)文的FIN字段置1，并且產(chǎn)生隨機(jī)seq序列號(hào)。（FIN=1，ACK=x+1，seq=z，z由服務(wù)端隨機(jī)生成）4.客戶端收到服務(wù)端的TCP斷開請(qǐng)求后，會(huì)回復(fù)服務(wù)端的斷開請(qǐng)求，包含隨機(jī)生成的seq字段和ACK字段，ACK字段會(huì)在服務(wù)端的TCP斷開請(qǐng)求的seq基礎(chǔ)上加1，從而完成服務(wù)端請(qǐng)求的驗(yàn)證回復(fù)。（FIN=1，ACK=z+1，seq=h，h為客戶端隨機(jī)生成）
至此TCP斷開的4次揮手過程完畢
11種狀態(tài)
1.一開始，建立連接之前服務(wù)器和客戶端的狀態(tài)都為CLOSED；2.服務(wù)器創(chuàng)建socket后開始監(jiān)聽，變?yōu)長ISTEN狀態(tài)；3.客戶端請(qǐng)求建立連接，向服務(wù)器發(fā)送SYN報(bào)文，客戶端的狀態(tài)變味SYN_SENT；4.服務(wù)器收到客戶端的報(bào)文后向客戶端發(fā)送ACK和SYN報(bào)文，此時(shí)服務(wù)器的狀態(tài)變?yōu)镾YN_RCVD；5.然后，客戶端收到ACK、SYN，就向服務(wù)器發(fā)送ACK，客戶端狀態(tài)變?yōu)镋STABLISHED；6.服務(wù)器端收到客戶端的ACK后變?yōu)镋STABLISHED。此時(shí)3次握手完成，連接建立！
由于TCP連接是全雙工的，斷開連接會(huì)比建立連接麻煩一點(diǎn)點(diǎn)。
1.客戶端先向服務(wù)器發(fā)送FIN報(bào)文，請(qǐng)求斷開連接，其狀態(tài)變?yōu)镕IN_WAIT1；2.服務(wù)器收到FIN后向客戶端發(fā)送ACK，服務(wù)器的狀態(tài)圍邊CLOSE_WAIT；3.客戶端收到ACK后就進(jìn)入FIN_WAIT2狀態(tài)，此時(shí)連接已經(jīng)斷開了一半了。如果服務(wù)器還有數(shù)據(jù)要發(fā)送給客戶端，就會(huì)繼續(xù)發(fā)送；4.直到發(fā)完數(shù)據(jù)，就會(huì)發(fā)送FIN報(bào)文，此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)；5.客戶端收到服務(wù)器的FIN后，馬上發(fā)送ACK給服務(wù)器，此時(shí)客戶端進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)；6.再過了2MSL長的時(shí)間后進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。服務(wù)器收到客戶端的ACK就進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。
至此，還有一個(gè)狀態(tài)沒有出來：CLOSING狀態(tài)。
CLOSING狀態(tài)表示： 客戶端發(fā)送了FIN，但是沒有收到服務(wù)器的ACK，卻收到了服務(wù)器的FIN，這種情況發(fā)生在服務(wù)器發(fā)送的ACK丟包的時(shí)候，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳輸有時(shí)會(huì)有意外。
?LISTEN：等待從任何遠(yuǎn)端TCP 和端口的連接請(qǐng)求。?SYN_SENT：發(fā)送完一個(gè)連接請(qǐng)求后等待一個(gè)匹配的連接請(qǐng)求。?SYN_RECEIVED：發(fā)送連接請(qǐng)求并且接收到匹配的連接請(qǐng)求以后等待連接請(qǐng)求確認(rèn)。?ESTABLISHED：表示一個(gè)打開的連接，接收到的數(shù)據(jù)可以被投遞給用戶。連接的數(shù)據(jù)傳輸階段的正常狀態(tài)。?FIN_WAIT_1：等待遠(yuǎn)端TCP 的連接終止請(qǐng)求，或者等待之前發(fā)送的連接終止請(qǐng)求的確認(rèn)。?FIN_WAIT_2：等待遠(yuǎn)端TCP 的連接終止請(qǐng)求。?CLOSE_WAIT：等待本地用戶的連接終止請(qǐng)求。?CLOSING：等待遠(yuǎn)端TCP 的連接終止請(qǐng)求確認(rèn)。?LAST_ACK：等待先前發(fā)送給遠(yuǎn)端TCP 的連接終止請(qǐng)求的確認(rèn)（包括它字節(jié)的連接終止請(qǐng)求的確認(rèn)）?TIME_WAIT：等待足夠的時(shí)間過去以確保遠(yuǎn)端TCP 接收到它的連接終止請(qǐng)求的確認(rèn)。?TIME_WAIT 兩個(gè)存在的理由：?可靠的實(shí)現(xiàn)tcp全雙工連接的終止；?允許老的重復(fù)分節(jié)在網(wǎng)絡(luò)中消逝。?CLOSED：不在連接狀態(tài)（這是為方便描述假想的狀態(tài)，實(shí)際不存在）
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