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Java核心知识 网络(三)TCP 三次握手/四次挥手

Java核心知识 网络(三)TCP 三次握手/四次挥手

TCP 在传输之前会进行三次沟通,一般称为“三次握手”,传完数据断开的时候要进行四次沟通,一般

称为“四次挥手”。

数据包说明

1. 源端口号( 16 位):它(连同源主机 IP 地址)标识源主机的一个应用进程。

2. 目的端口号( 16 位):它(连同目的主机 IP 地址)标识目的主机的一个应用进程。这两个值

加上 IP 报头中的源主机 IP 地址和目的主机 IP 地址唯一确定一个 TCP 连接。

3. 顺序号 seq( 32 位):用来标识从 TCP 源端向 TCP 目的端发送的数据字节流,它表示在这个

报文段中的第一个数据字节的顺序号。如果将字节流看作在两个应用程序间的单向流动,则

TCP 用顺序号对每个字节进行计数。序号是 32bit 的无符号数,序号到达 2 的 32 次方 - 1 后

又从 0 开始。当建立一个新的连接时, SYN 标志变 1 ,顺序号字段包含由这个主机选择的该

连接的初始顺序号 ISN ( Initial Sequence Number )。

4. 确认号 ack( 32 位):包含发送确认的一端所期望收到的下一个顺序号。因此,确认序号应当

是上次已成功收到数据字节顺序号加 1 。只有 ACK 标志为 1 时确认序号字段才有效。 TCP 为

应用层提供全双工服务,这意味数据能在两个方向上独立地进行传输。因此,连接的每一端必

须保持每个方向上的传输数据顺序号。

5. TCP 报头长度( 4 位):给出报头中 32bit 字的数目,它实际上指明数据从哪里开始。需要这

个值是因为任选字段的长度是可变的。这个字段占 4bit ,因此 TCP 最多有 60 字节的首部。然

而,没有任选字段,正常的长度是 20 字节。

6. 保留位( 6 位):保留给将来使用,目前必须置为 0 。

7. 控制位( control flags , 6 位):在 TCP 报头中有 6 个标志比特,它们中的多个可同时被设

置为 1 。依次为:

 URG :为 1 表示紧急指针有效,为 0 则忽略紧急指针值。

 ACK :为 1 表示确认号有效,为 0 表示报文中不包含确认信息,忽略确认号字段。

 PSH :为 1 表示是带有 PUSH 标志的数据,指示接收方应该尽快将这个报文段交给应用层

而不用等待缓冲区装满。

 RST :用于复位由于主机崩溃或其他原因而出现错误的连接。它还可以用于拒绝非法的报

文段和拒绝连接请求。一般情况下,如果收到一个 RST 为 1 的报文,那么一定发生了某些

问题。

 SYN :同步序号,为 1 表示连接请求,用于建立连接和使顺序号同步( synchronize )。

 FIN :用于释放连接,为 1 表示发送方已经没有数据发送了,即关闭本方数据流。

8. 窗口大小( 16 位):数据字节数,表示从确认号开始,本报文的源方可以接收的字节数,即源

方接收窗口大小。窗口大小是一个 16bit 字段,因而窗口大小最大为 65535 字节。

9. 校验和( 16 位):此校验和是对整个的 TCP 报文段,包括 TCP 头部和 TCP 数据,以 16 位字

进行计算所得。这是一个强制性的字段,一定是由发送端计算和存储,并由接收端进行验证。

10. 紧急指针( 16 位):只有当 URG 标志置 1 时紧急指针才有效。TCP 的紧急方式是发送端向另

一端发送紧急数据的一种方式。

11. 选项:最常见的可选字段是最长报文大小,又称为 MSS(Maximum Segment Size) 。每个连

接方通常都在通信的第一个报文段(为建立连接而设置 SYN 标志的那个段)中指明这个选项,

它指明本端所能接收的最大长度的报文段。选项长度不一定是 32 位字的整数倍,所以要加填充

位,使得报头长度成为整字数。

12. 数据: TCP 报文段中的数据部分是可选的。在一个连接建立和一个连接终止时,双方交换的报

文段仅有 TCP 首部。如果一方没有数据要发送,也使用没有任何数据的首部来确认收到的数

据。在处理超时的许多情况中,也会发送不带任何数据的报文段。

三次握手

第一次握手:主机 A 发送位码为 syn=1,随机产生 seq number=1234567 的数据包到服务器,主机 B

由 SYN=1 知道,A 要求建立联机;

第二次握手:主机 B 收到请求后要确认联机信息,向 A 发 送 ack number=( 主 机 A 的

seq+1),syn=1,ack=1,随机产生 seq=7654321 的包

第三次握手:主机 A 收到后检查 ack number 是否正确,即第一次发送的 seq number+1,以及位码

ack 是否为 1,若正确,主机 A 会再发送 ack number=(主机 B 的 seq+1),ack=1,主机 B 收到后确认seq 值与 ack=1 则连接建立成功。

四次挥手

TCP 建立连接要进行三次握手,而断开连接要进行四次。这是由于 TCP 的半关闭造成的。因为 TCP 连

接是全双工的(即数据可在两个方向上同时传递)所以进行关闭时每个方向上都要单独进行关闭。这个单

方向的关闭就叫半关闭。当一方完成它的数据发送任务,就发送一个 FIN 来向另一方通告将要终止这个

方向的连接。

1) 关闭客户端到服务器的连接:首先客户端 A 发送一个 FIN,用来关闭客户到服务器的数据传送,

然后等待服务器的确认。其中终止标志位 FIN=1,序列号 seq=u

2) 服务器收到这个 FIN,它发回一个 ACK,确认号 ack 为收到的序号加 1。

3) 关闭服务器到客户端的连接:也是发送一个 FIN 给客户端。

4) 客户段收到 FIN 后,并发回一个 ACK 报文确认,并将确认序号 seq 设置为收到序号加 1。

首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方执行被动关闭。

主机 A 发送 FIN 后,进入终止等待状态, 服务器 B 收到主机 A 连接释放报文段后,就立即

给主机 A 发送确认,然后服务器 B 就进入 close-wait 状态,此时 TCP 服务器进程就通知高

层应用进程,因而从 A 到 B 的连接就释放了。此时是“半关闭”状态。即 A 不可以发送给

B,但是 B 可以发送给 A。此时,若 B 没有数据报要发送给 A 了,其应用进程就通知 TCP 释

放连接,然后发送给 A 连接释放报文段,并等待确认。A 发送确认后,进入 time-wait,注

意,此时 TCP 连接还没有释放掉,然后经过时间等待计时器设置的 2MSL 后,A 才进入到

close 状态。

文章来源:智云一二三科技

文章标题:Java核心知识 网络(三)TCP 三次握手/四次挥手

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