TCP介绍

TCP

简介

​ TCP是在IP网络层之上的传输层协议，用于提供port到port面向连接的可靠的字节流传输

TCP结构

序列号：在初次建立连接的时候，客户端和服务端都会为「本次的连接」随机初始化一个序列号。（纵观整个TCP流程中，序列号可以用来解决网络包乱序的问题）

确认号：该字段表示「接收端」告诉「发送端」对上一个数据包已经成功接收，一般而言确认号等于上一次接收到的[序列号+1]（确认号可以⽤来解决网络包丢失的问题）

flag标志位：

​ SYN=1，表示希望创建连接

​ ACK=1，表示接收到消息，确认号字段有效

​ FIN=1，表示希望断开连接

​ RST=1，表示TCP连接出现异常，需要断开

TCP三次握手

​ TCP三次握手的目的：确认客户端和服务端通信双方的序列号

过程如下：

1、在最开始的时候，客户端和服务端都处于 CLOSE 状态

2、客户端：SYN seq=client_isn(ISN:internal statement number序列号随机生成)，状态变成 SYN_SEND

3、服务端：SYN、ACK seq=server_isn，ack=client_isn+1 状态变成 SYN-REVD

4、客户端 ：ACK ack=server_isn+1 进入 ESTABLISHED 状态
明确server端接收到了我的序列号（从ack=client_isn+1得知），需要让服务端也知道我能接收到他的消息。

5、服务端：服务端接收到客户端的报文之后，也进入 ESTABLISHED 状态

TCP连接两次握手行吗？

​ 不行，两次握手只能保证客户端知道自己的序列号同步给服务端了，但服务端不清楚自己的序列号能否被客户端接受

序列号为什么是随机的？

​ 1、安全性考虑 2、方便通信双方丢弃非本连接的报文

网络是不可靠的，那建立连接不是会经过三次握手吗？那要是在中途丢了，怎么办？

• 第一个包丢了
  • 客户端迟迟没接收到服务端的ACK包，会周期性超时重传，直到收到服务端的ACK
• 第二个包丢了
  • 服务端迟迟没接收到客户端的SYN、ACK包，会周期性超时重传，直到收到客户端的ACK
• 第三个包丢了，客户端单方面进入ESTABLISHED
  • 客户端和服务端都没有发送数据
    • 服务端周期性超时重传
  • 如果这时候客户端已经要发送数据了，服务端接收到了ACK + Data数据包，那自然就切换到 ESTABLISHED 状态下，并且接收客户端的Data数据包
  • 如果此时服务端要发送数据了，但发送不了，会一直周期性超时重传SYN + ACK，直到接收到客户端的ACK包

四次挥手

四次挥手的过程

​ （客户端说我要断开了，服务端说收到，等等，马上，服务端说来吧断开吧，客户端 收到）

1、建立连接后，客户端和服务端都处于ESTABLISHED状态，双方都可以发起断开连接，以客户端为例

2、客户端：FIN，然后进入FIN_WAIT_1状态

3、服务端：ACK，然后进入CLOSE_WAIT状态

4、客户单：接收到ACK后，进入FIN_WAIT_2状态

5、服务端确认完没有待发送数据后，发送 FIN ACK ，自己进入LAST_WAIT状态

6、客户端：ACK，然后进入FIN_WAIT_1状态

7、服务端：进入CLOSE状态

9、客户端：等待2MSL（Maximum Segment Lifetime：最长报文段寿命）后，进入close状态

TIME_WAIT （等待 2MSL）状态的作用

1、连接断开后，创建新连接时，网络中的残余数据都丢失了，不会影响到新连接

2、确保服务端能接受到最后一个ACK报文段，从而进入都进入CLOSE状态(如果server接受不到client的ACK，会超时重发 FIN+ACK)，客户端重新等待2MSL，知道服务端接受成功，双方都进入CLOSE状态

TCP连接到底是什么？如何理解

TCP连接其实是客户端服务端双方之间确认状态信息，比如建立连接时序列号等等，本质上是维持一个一个状态，具有连接特性

为什么TCP4次挥手时等待的时间是2MSL

1、为了让此次 TCP 连接中的所有报文在网络中消失、避免对下一次的连接造成影响：1、如果B迟迟收不到A的ACK，B会重发FIN。2、假设极端情况下A的ACK在MSL时到达了B，B在接收到的前一刻重传了FIN，这个FIN会在MSL内消失，所以A等待2MSL是为了处理所有的来自B的报文。