计网-《三次握手、四次挥手》

概述

• 传输Http前的操作
  http协议只定义了应用层的东西，下层的可靠性要传输层来保证，如TCP，可以看出http协议是基于TCP协议的。
  需要先建立TCP连接，后HTTP传输
  

TCP连接是可靠的，需要建立连接，让两方互相感受到对方的存在，通过下面两个策略来连接/断开两方之间的连接

三次握手

1. ACK 跟 ack

1. 一个是确认值(Acknowledgement)，为1便是确认连接。
2. 另一个是确认编号(Acknowledgement Number)，即接收到的上一次远端主机传来的seq然后+1，再发送给远端主机。提示远端主机已经成功接收上一次所有数据。

2. 三次握手图解

• 图解
  

对于网络中滞留的请求包，例如客户端第一次发出握手后，恰逢网络堵塞，因为超时重传机制，客户端又发送一系列握手请求成功建立连接。现在网络堵塞的那个包生效了，到达了服务器。服务器直接向客户机发送确认指令即可，无需消耗过多的资源，回到客户端后客户端会发现这条数据不是客户端的有效数据包，则不理睬

服务器于是继续等待应答包。这样服务器端的连接一直保持在SYN_RCVD状态（半开连接）直到超时

3. 补充知识

服务器发送SYN－ACK包：

1. 服务器发送完SYN－ACK包，如果未收到客户确认包，服务器进行首次重传，等待一段时间仍未收到客户确认包，进行第二次重传，如果重传次数超过系统规定的最大重传次数，系统将该连接信息从半连接队列中删除。
2. 注意，每次重传等待的时间不一定相同

文字的三次握手

1. 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

2. 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

3. 第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，建立成功就完成三次握手。

4. 完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据

建立过程中传送的包

1. 握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。
2. 传输消耗一个序号seq
3. 理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。

半连接存活时间

1. 是指半连接队列的条目存活的最长时间，也即服务从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间，该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。
2. 我们也称半连接存活时间为SYN_RECV存活时间。

为什么TCP客户端最后还要发送一次确认呢？

1. 主要防止已经失效的连接请求报文突然又传送到了服务器，从而产生错误。

2. 如果使用的是两次握手建立连接，假设有这样一种场景，客户端发送了第一个请求连接并且没有丢失，只是因为在网络结点中滞留的时间太长了，由于TCP的客户端迟迟没有收到确认报文，以为服务器没有收到，此时重新向服务器发送这条报文，此后客户端和服务器经过两次握手完成连接，传输数据，然后关闭连接。此时此前滞留的那一次请求连接，网络通畅了到达了服务器，这个报文本该是失效的，但是，两次握手的机制将会让客户端和服务器再次建立连接，这将导致不必要的错误和资源的浪费。

3. 如果采用的是三次握手，就算是那一次失效的报文传送过来了，服务端接受到了那条失效报文并且回复了确认报文，但是客户端不会再次发出确认。由于服务器收不到确认，就知道客户端并没有请求连接。

4. 为什么不能用二次握手

• 原因一：
  

• 原因二：
  

5. 为什么不能用四次握手

• 原因：
  

四次挥手

1. 挥手图解

• 图解
  
  第二次挥手是发送确认信号
  第三次挥手是发送请求信号 【区分于三次握手 这里作用是提供给剩余数据一个发送时间】

2. 挥手文字补充

服务器收到ACK前的一刹那，客户端可能因为没收到ACK而重传了一个FIN报文，这个FIN报文要从网络中消失最多还需要一个MSL时长，所以客户端还需要多等一个MSL。

1. 如果客户端发送FIN，没有收到服务器的FIN-ACK回应，会多次发FIN请求给服务器，持续几分钟

2. 服务器被动关闭处在LAST_ACK，在接收客户端最后一个ACK回应后，不发送任何报文，进入close状态

3. 客户端在接收到服务器的FIN报文时，会回复一个ACK报文并进入TIME-wait状态

4. TIME_WAIT状态需要维持一段时间而不是进入CLOSED状态，是来解决服务器可能重传的FIN报文或其它一些因网络原因而延迟的数据报文。不处理这些会对下次连接或者本次数据造成影响

5. 处于TIME_WAIT状态的一端在收到重传的FIN时会重新计时

3. 挥手的知识补充

2MSL

• 2个MSL中的第一个MSL是为了等自己发出去的最后一个ACK从网络中消失，
• 第二个MSL是为了等在对端收到ACK之前的一刹那可能重传的FIN报文从网络中消失。
• 某些滞留的数据可能会混淆下次连接，需要将其彻底解决掉。【服务器重发的FIN，可能会影响下一次连接，需要将其铲除】
• 如果2MSL没有再接收到数据则可以放心断开
• ACK报文在网络中丢失；如前所述，这种情况我们不需要考虑，因为除非多次重传失败，否则AB两端的状态不会发生变化直至某一个ACK不再丢失。 也就是会客户端发送的ACK不用几次就会到达服务器

资料

• ACK跟ack
• TCP连接的建立为什么需要三次握手？为什么不能两次或者四次？
• 工作了才知道：应该懂得这些网络知识
• 大量的SYN_RCVD
• 三次握手四次挥手
• 博文