linux TCP 三次握手

合集 - 网络编程(16)

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TCP三次握手：

　　TCP 是一种面向连接的单播协议，在发送数据前，通信双方必须在彼此间建立一条连接。所谓的”连接“，其实是 客户端 和 服务器的内存里保存的一份关于对方的信息，如 IP地址，端口号等。

　　TCP 可以看成是一种字节流，它会处理 IP 层或以下的层的 丢包、重复以及错误问题。在连接的建立过程中，双方需要交换一些连接的参数。这些参数可以放在 TCP 的头部。

　　TCP 提供了一种可靠、面向连接、字节流、传输层的服务，采用 三次握手 建立一个连接。采用 四次挥手来关闭一个连接。(三次握手和四次挥手是协议的行为)

　　三次握手的目的是保证双方互相之间建立了连接。

　　三次握手发生在客户端连接的时候，当调用 connect()，底层会通过TCP协议进行三次握手。

　　　　 

　　🔴 16位端口号（prot number）：告知主机报文段是来自哪里（源端口）以及传给哪个上层协议或应用程序（目的端口）的。进行 TCP 通信时，客户端通常使用系统自动选择的临时端口号。

　　🔴 32位序号（sequence number）：一次 TCP 通信（从 TCP 连接建立到断开）过程中某一个传输方向上的字节流的每个字节的编号。假设主机A和主机B进行TCP通信，A发送给B的第一个TCP报文段中，序号值被系统初始化为某个随机值 ISN（Initial Sequence Number，初始序号值）。那么在该传输方向上（从A到B），后续的TCP报文段中序号值被系统设置成 ISN 加上该报文段所携带数据的第一个字节在整个字节流中的偏移。例如，某个 TCP 报文段传送的数据是字节流中的第 1025 ~ 2048 字节，那么该报文段的序号值就是 ISN + 1025。另外一个传输方向（从B到A）的TCP报文段的序号值也具有相同的含义。

　　🔴 32位确认号（acknowledgement number）：用作对另一方发送来的 TCP 报文段的响应。其值是收到的 TCP报文段的序号值 + 标志位长度（SYN，FIN）+ 数据长度。假设主机A 和 主机B 进行 TCP通信，那么A 发送出的 TCP报文段不仅携带自己的序号，而且包含对 B发送来的 TCP 报文段的确认号。反之， B发送出的TCP 报文段也同样携带自己的序号和对A发送来的报文段的确认序号。

　　🔴 4位头部长度（head length）：标志该 TCP 头部有多少个 32bit（4字节）。因为4位最大能表示15，所以TCP头部最长是60字节。

　　🔴 6位标志位包含如下几项：

　　　　⚪ URG标志，表示紧急指针（urgent pointer）是否有效。

　　　　⚪ ACK标志，表示确认号是否有效。我们称携带 ACK 标志的 TCP报文段为确认报文段。

　　　　⚪ PSH标志，提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据，为接收后续数据腾出空间（如果应用程序不将接收到的数据读走，它们就会一直停留在TCP接收缓冲区中）。

　　　　⚪ RST标志，表示要求对方重新建立连接。我们称携带 RST 标志的 TCP 报文段为复位报文段。

　　　　⚪ SYN标志，表示请求建立一个连接。我们称携带 SYN标志的 TCP报文段为同步报文段。

　　　　⚪ FIN标志，表示通知对方本端要关闭连接了。我们称携带 FIN 标志的 TCP报文段为结束报文段。

　　🔴 16位窗口大小（window size）：是TCP流量控制的一个手段。这里说的窗口，指的是接收通告窗口（Receiver Window，RWND）。它告诉对方本端的 TCP接收缓冲区还能容纳多少字节的数据，这样对方就可以控制发送数据的速度。

　　🔴 16位校验和（TCP checksum）：由发送端填充，接收端对TCP报文段执行 CRC算法以校验TCP报文段在传输过程中是否损坏。注意，这个校验不仅包含 TCP头部，也包括数据部分。这也是TCP可靠传输的一个重要保障。

　　🔴 16位紧急指针（urgent pointer）：是一个正的偏移量。它和序号字段的值相加表示最后一个紧急数据的下一个字节的序号。因此，确切地说，这个字段是紧急指针相对当前序号的偏移，不妨称之为紧急偏移。TCP的紧急指针是发送端向接收端发送紧数据的方法。

三次握手配图：

　　　　

确认序号配图：

　　　　　　　　

　　第一次握手：

　　　　1. 客户端请求服务器连接 ：SYN = 1

　　　　2. 生成一个随机的 32 位序号 J ，这个序号后边是可以携带数据（数据的大小）：seq = J

　　第二次握手：

　　　　1.服务器端接收客户端的连接：ACK = 1

　　　　2.服务器会回发一个确认序号： ack = 客户端的序号 + 数据长度 + SYN/FIN(按一个字节算)   acjk = J + 1 + 数据长度

　　　　3. 服务器会向客户端发起连接请求： SYN = 1

　　　　4.服务器会生成一个随机序号： seq = K

　　第三次握手：

　　　　1. 客户端应答服务器的连接请求：ACK = 1

　　　　2. 客户端回复收到了服务器端的数据： ack = 服务端的序号 + 数据长度 + SYN/FIN(按一次字节算)