在计算机网络中,TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的协议,它通过三次握手(Three-Way Handshake)建立连接,并通过四次挥手(Four-Way Wave)断开连接。下面分别简述这两个过程。
三次握手(Three-Way Handshake)
三次握手的过程是为了确保双方都准备好进行通信,并且可以正确地发送和接收数据。以下是三次握手的具体步骤:
SYN(同步序列编号)
客户端向服务器发送 SYN 报文:客户端首先发送一个带有 SYN 标志位的 TCP 数据包给服务器,表示请求建立连接。这个数据包还包含了一个初始序列号(ISN),用于后续的数据传输。
客户端:SYN(seq=x)
SYN-ACK(同步确认)
服务器向客户端发送 SYN-ACK 报文:服务器接收到客户端的 SYN 报文后,会发送一个带有 SYN 和 ACK 标志位的 TCP 数据包给客户端。这个数据包包含了一个确认号(ack=x+1),表示确认收到了客户端的序列号,并且包含了服务器自己的初始序列号。
服务器:SYN-ACK(seq=y, ack=x+1)
ACK(确认)
客户端向服务器发送 ACK 报文:客户端接收到服务器的 SYN-ACK 报文后,会发送一个带有 ACK 标志位的 TCP 数据包给服务器。这个数据包包含了一个确认号(ack=y+1),表示确认收到了服务器的序列号。
客户端:ACK(seq=x+1, ack=y+1)
至此,三次握手完成,TCP 连接建立成功。
四次断开(Four-Way Wave)
四次断开的过程是为了确保双方都完成了数据的发送和接收,并且可以安全地断开连接。以下是四次断开的具体步骤:
FIN(终止标志)
客户端向服务器发送 FIN 报文:客户端决定关闭连接时,会发送一个带有 FIN 标志位的 TCP 数据包给服务器。这个数据包包含了一个序列号,用于标识这是最后一个数据包。
客户端:FIN(seq=u)
ACK(确认)
服务器向客户端发送 ACK 报文:服务器接收到客户端的 FIN 报文后,会发送一个带有 ACK 标志位的 TCP 数据包给客户端,确认收到了客户端的 FIN 报文。
服务器:ACK(seq=v, ack=u+1)
FIN(终止标志)
服务器向客户端发送 FIN 报文:服务器完成数据发送后,会发送一个带有 FIN 标志位的 TCP 数据包给客户端,表示服务器也准备关闭连接。
服务器:FIN(seq=v, ack=u+1)
ACK(确认)
客户端向服务器发送 ACK 报文:客户端接收到服务器的 FIN 报文后,会发送一个带有 ACK 标志位的 TCP 数据包给服务器,确认收到了服务器的 FIN 报文。
客户端:ACK(seq=u+1, ack=v+1)
至此,四次断开完成,TCP 连接完全关闭。
为什么需要三次握手?
确保双方都已经准备好:三次握手确保了双方都已经准备好进行数据传输,并且确认了对方的通信能力。
避免失效的连接请求:三次握手可以防止已失效的连接请求报文突然又传送到了服务端,导致不必要的错误连接。
为什么需要四次断开?
确保双方都完成数据传输:四次断开确保了双方都已经完成了数据的发送和接收,确保没有遗漏的数据。
确保连接的可靠关闭:四次断开确保了双方都已经确认对方的数据发送完毕,可以安全地关闭连接。
总结
三次握手:用于建立 TCP 连接,确保双方都准备好进行数据传输。
四次断开:用于关闭 TCP 连接,确保双方都完成了数据的发送和接收,并且可以安全地断开连接。