TCP三次握手及四次斷開過程

TCP報文

TCP報文

• 源端口號：發送TCP進程對應的端口號
• 目標端口號：目標端接收進程的端口號
• 序列號：數據段標記，用於對到達目的端數據包的重組
• 確認號：對發送端的信息確認，告訴發送端這個序號之前的數據段都收到了
• 保留位：保留今後使用，但目前都為0
• URG：與16位緊急指針配合使用，為1時表明緊急指針字段有效
• ACK：確認序列號有效位，表明該數據包包含確認信息，在連接建立後所有報文的傳輸都必須把ACK置1
• PSH：通知接收端立即將數據提交給用戶進程，不在緩存中停留
• RST：為1時，請求重新建立TCP鏈接
• SYN：在連接建立時用來同步序號，為1時請求建立鏈接
• FIN：請求斷開鏈接，為1時數據發送完畢
• 窗口大小：通知接收方，發送本報文你需要有多大的空間來接受
• 檢驗和：佔2字節，校驗首部和數據兩部分

TCP鏈接的建立

TCP三次握手過程

最開始的時候客戶端和服務器都是處於CLOSED狀態。

主動打開連接的為客戶端，被動打開連接的是服務器

• TCP服務器進程先創建傳輸控制塊TCB，時刻準備接受客戶進程的連接請求，此時服務器就進入了LISTEN（監聽）狀態；
• TCP客戶端進程也是先創建傳輸控制塊TCB，然後向服務器發出連接請求報文，這時報文首部中的同部位SYN=1，同時選擇一個初始序列號 seq=x ，此時，TCP客戶端進程進入了 SYN-SENT（同步已發送狀態）狀態。
• TCP服務器收到請求報文後，如果同意連接，則發出確認報文。確認報文中應該 ACK=1，SYN=1，確認號是ack=x+1，同時也要為自己初始化一個序列號 seq=y，此時，TCP服務器進程進入了SYN-RCVD（同步收到）狀態。
• TCP客戶進程收到確認後，還要向服務器給出確認。確認報文的ACK=1，ack=y+1，自己的序列號seq=x+1，此時，TCP連接建立，客戶端進入ESTABLISHED（已建立連接）狀態。TCP規定，ACK報文段可以攜帶數據，但是如果不攜帶數據則不消耗序號。
• 當服務器收到客戶端的確認後也進入ESTABLISHED狀態，此後雙方就可以開始通信了。

TCP連接的釋放

TCP四次揮手過程

• 客戶端進程發出連接釋放報文，並且停止發送數據。FIN=1，其序列號為seq=u，此時，客戶端進入FIN-WAIT-1（終止等待1）狀態。
• 服務器收到連接釋放報文，發出確認報文，ACK=1，ack=u+1，並且帶上自己的序列號seq=v，此時，服務端就進入了CLOSE-WAIT-1狀態。TCP服務器通知高層的應用進程，客戶端向服務器的方向就釋放了，這時候處於半關閉狀態，即客戶端已經沒有數據要發送了，但是服務器若發送數據，客戶端依然要接受。這個狀態還要持續一段時間，也就是整個CLOSE-WAIT狀態持續的時間。
• 客戶端收到服務器的確認請求後，此時，客戶端就進入FIN-WAIT-2狀態，等待服務器發送連接釋放報文（在這之前還需要接受服務器發送的最後的數據）。
• 服務器將最後的數據發送完畢後，就向客戶端發送連接釋放報文，FIN=1，ack=u+1，由於在半關閉狀態，服務器很可能又發送了一些數據，假定此時的序列號為seq=w，此時，服務器就進入了LAST-ACK（最後確認）狀態，等待客戶端的確認。
• 客戶端收到服務器的連接釋放報文後，必須發出確認，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列號是seq=u+1，此時，客戶端就進入了TIME-WAIT（時間等待）狀態。注意此時TCP連接還沒有釋放，必須經過2MSL（最長報文段壽命）的時間後，當客戶端撤銷相應的TCB後，才進入CLOSED狀態。
• 服務器只要收到了客戶端發出的確認，立即進入CLOSED狀態。同樣，撤銷TCB後，就結束了這次的TCP連接。可以看到，服務器結束TCP連接的時間要比客戶端早一些。

TCP的應用

基於TCP的應用層協議