【TCP/IP详解 卷一：协议】第十八章 TCP连接 的建立与终止 (1)三次握手，四次挥手

18.1 引言

TCP 是一个面向连接的协议：无论哪一方 向 另一方 发送数据之前，都必须在双方之间建立一条连接。
UDP 与 TCP 完全不同，在发送数据之前 无需建立任何连接。这也说明了 TCP 的特性：reliable 。

18.2 连接的建立与终止

18.2.1

telnet命令在与 丢弃(discard) 服务 对应的端口上 与主机建立一条TCP连接。

显示序号 和 隐含结尾序号 的优点：便于了解数据字节数大于0时的 隐含结尾序号。
这个字段只有在满足以下条件时才显示：

• (1)报文段中 至少包含一个数据字节
• (2)SYN FIN 或者 RST 被设置为1 的时候

18.2.3 建立连接协议

三次握手

(1)请求端(client) 发送一个 SYN端 指明 1)客户打算连接的服务器的端口 2)初始序号 ISN
(2)接收端(server) 发回包含服务器的初始序号的 SYN报文段(含 ACK) 进行确认，同时 将确认序号(ACK字段 置为1时 有效)设置为 客户的初始序号ISN +1 以对客户的 SYN报文段 进行确认。
(3)客户 必须发送 **将确认序号 设置为 服务器的 ISN+1 **的 SYN报文段 进行确认(ACK)。

以上三个过程 称为“三次握手”。

(1)client ---Hello, can I speak to you? & client-ISN：J---> server

(2)client <---ACK: Yes, I receive your request! & server-ISN：K ACK：J+1--- server

(3)client ---ACK: Okey, thank you for your permission! Let's start! & ACK：K+1 ---> server

发送第一个 SYN 的一端(一般都由 客户端 client 发起)，将执行 主动打开(active open)。 接收这个 SYN报文段 并 发送下一个带有ACK的 SYN报文段 的一端(一般都是 server)，将执行 被动打开(passive open)。
当一端为建立连接 发送它的 SYN 的时候，它为连接选择一个 初始序号(ISN)，初始序号的值 随时间的变化而变化。
选择序号的目的：防止在网络中 被延迟的分组 在之后又被传送，导致连接的一端做出错误的解释。我们将在后面的 “来自该连接的 较早替身 的迟到报文段” 再进行理解。

18.2.4 连接终止协议

四次挥手

连接终止 需要 四次挥手，而这是由 TCP的半关闭 导致的。TCP连接 是双全工的：通信允许两个方向进行传输。
由于 TCP连接 是 双全工 的，因此 每个方向都必须 单独的进行关闭。

第一次挥手：(1)首先进行发送的一方(一般是 client，但是 也可以是 server) 发送第一个 FIN 将执行 主动关闭，发送端的应用层关闭之后，才发送的 第一个FIN。 此时，发送端不能够再发送数据了，但是仍然可以接收数据。(附：这对 利用半关闭的应用 来说是可能的，但是很少的TCP应用程序这样做。)

第二次挥手：(2)接收到 第一个 FIN 的另外一方(一般是 server)，返回一个 FIN的ACK 给发送端，确认序号 为 收到的序号+1。和 SYN 一样，FIN 也将占用一个序号。

(3)接着 接收端-server 向应用程序交送EOF(end of file)，代表从 发送端 接收数据的结束。

第三次挥手：(4)接收端-server 关闭它的进程(关闭应用层)，并发送 FIN 给 发送端-client。

第四次挥手：(5)发送端-client 接收到这个 FIN，并发送一个 FIN的ACK 给 接收端-server，确认序号 设置为 收到的序号+1。

注意：

• 确认序号 只有在 ACK字段为1 的情况下才有效，也就是说，发送请求的 是 序号，返回的ACK 是 确认序号(值为 序号+1)。

(1)client ---FIN: Hey，man. I finished my application, I will not send any data to you! Bye! & 序号 M ---> server

(2)client <---ACK: OKey, I will not receive your data. & 确认序号 M+1 --- server

(3)server ---EOF---> server-application

(4)client <---FIN: Goodbye, I will not send any data to you, too! & 序号 N --- server

(5)client ---ACK: Okey, bye! & 确认序号 N+1 ---> server

总的过程：

18.4 最大报文段长度

最大报文段长度(MSS) 表示TCP传往另外一端的最大块数据的长度。
当建立一个连接的时候，连接的双方都要通告各自的 MSS。

• 报文段越大 允许每个报文段传送的数据就越多，相对IP和TCP首部有更高的 网络利用率。
• 对于一个以太网，MSS可达 1460字节，使用 IEEE 802.3的封装，它的MSS可达1452字节。

如果目的IP地址为 “非本地的(nonlocal)”, MSS 默认值为536.
区别地址 是 本地的 还是 非本地的：

• (1)目的IP地址的网络号和子网号 都和我们相同，一定是本地的。
• (2)目的IP地址的网络号和子网号 都和我们不同，一定是非本地的。
• (3)目的IP地址的网络号和我们相同，但是子网号不同，可能是本地的，也可能是非本地的。

MSS 让主机限制另外一端发送数据报的长度。

也就是说，数据报的长度，目前取决于两点：(1)建立连接时的 MSS (2)由 Traceroute(设置不分片)程序产生的数据报 确定的路径MTU。
通过这两点的限制，防止了数据报的分片。

2016/8/10