TCP =========== **TCP** （Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种 **面向连接的、可靠的、基于字节流** 的传输层通信协议。 三次握手与四次挥手 ------------------- 三次握手 ^^^^^^^^^^^^ .. image:: ./02_tcpEstablish.png :width: 600px :align: center - 第一次握手 起初两端都处于CLOSED关闭状态，``Client`` 将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=x，并将该数据包发送给 ``Server`` ， ``Client`` 进入SYN-SENT状态，等待 ``Server`` 确认。 - 第二次握手 ``Server`` 收到数据包后由标志位SYN=1得知 ``Client`` 请求建立连接， ``Server`` 将标志位SYN和ACK都置为1，ack=x+1，随机产生一个值seq=y，并将该数据包发送给 ``Client`` 以确认连接请求， ``Server`` 进入SYN-RCVD状态，此时操作系统为该TCP连接分配TCP缓存和变量。 - 第三次握手 ``Client`` 收到确认后，检查ack是否为x+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=y+1，并且此时操作系统为该TCP连接分配TCP缓存和变量，并将该数据包发送给 ``Server`` 。 ``Server`` 检查ack是否为y+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功， ``Client`` 和 ``Server`` 进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后 ``Client`` 和 ``Server`` 就可以开始传输数据。 .. note:: 为什么 ``Client`` 还要发送一次确认呢？可以二次握手吗？ 主要为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了 ``Server`` ，因而产生错误。如 ``Client`` 发出连接请求，但因连接请求报文丢失而未收到确认，于是 ``Client`` 再重传一次连接请求。 后来收到了确认，建立了连接。数据传输完毕后，就释放了连接， ``Client`` 发出了两个连接请求报文段，其中第一个丢失，第二个到达了 ``Server`` ，但是第一个丢失的报文段只是在某些网络结点长时间滞留了，延误到连接释放以后的某个时间才到达 ``Server`` ，此时 ``Server`` 误认为 ``Client`` 又发出一次新的连接请求，于是就向 ``Client`` 发出确认报文段，同意建立连接。 不采用三次握手，只要 ``Server`` 发出确认，就建立新的连接了，此时 ``Client`` 不理睬 ``Server`` 的确认且不发送数据，则 ``Server`` 一直等待 ``Client`` 发送数据，浪费资源。 四次挥手 ^^^^^^^^^^^^^^^ .. image:: ./02_tcpClose.png :width: 600px :align: center - 第一次挥手 ``Client`` 的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段（FIN=1，序号seq=u），并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态，等待 ``Server`` 的确认。 - 第二次挥手 ``Server`` 收到连接释放报文段后即发出确认报文段，（ACK=1，确认号ack=u+1，序号seq=v）， ``Server`` 进入CLOSE-WAIT（关闭等待）状态，此时的TCP处于半关闭状态， ``Client`` 到 ``Server`` 的连接释放； ``Client`` 收到 ``Server`` 的确认后，进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待 ``Server`` 发出的连接释放报文段。 - 第三次挥手 ``Server`` 没有要向 ``Client`` 发出的数据了， ``Server`` 发出连接释放报文段（FIN=1，ACK=1，序号seq=w，确认号ack=u+1）， ``Server`` 进入LAST-ACK（最后确认）状态，等待 ``Client`` 的确认。 - 第四次挥手 ``Client`` 收到 ``Server`` 的连接释放报文段后，对此发出确认报文段（ACK=1，seq=u+1，ack=w+1）， ``Client`` 进入TIME-WAIT（时间等待）状态。 ``Server`` 收到确认报文段后进入CLOSED状态。 经过时间等待计时器设置的时间2MSL后， ``Client`` 才进入CLOSED状态。 .. note:: - 为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次挥手？ 因为当 ``Server`` 收到 ``Client`` 的SYN连接请求报文后，可以直接同时发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当 ``Server`` 端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉 ``Client`` 端：“你发的FIN报文我收到了，只有等到我 ``Server`` 端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文”。 即FIN和ACK不能一起发送，故需要四步握手。 - 为什么 ``Client`` 需要经过2MSL（最大报文段生存时间）才能从TIME_WAIT状态进入CLOSE状态？ 最后一个ACK有可能丢失，所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。 TCP 和 UDP 的区别 --------------------- **TCP** 是 **面向连接的、可靠的、基于字节流** 的数据流传输协议，效率低。面向连接是在发送数据之前，在收发主机之间连接一条逻辑通信链路，适用于要求可靠传输的应用，例如文件传输。 **UDP** （User Datagram Protocol，用户数据协议）是 **非面向连接的、不可靠** 的数据流传输协议。不需要建立连接，只需要知道对方的IP（Internet Protocol）地址和端口号（port），就可以直接发数据包，因此效率高，适用于实时应用，例如：IP电话、视频会议、直播等。 参考资料 ------------- 1. TCP三次握手和四次挥手过程 https://www.cnblogs.com/Andya/p/7272462.html