本文详细来探讨TCP建立拆除连接的知识
TCP如何建立连接
图 1TCP 首部格式中SYN 标志位仅使用在建立TCP 连接的过程中,TCP 建立连接的过程被称为“三路握手“连接,即一般通信双方共需要传输三个数据包方能成功建立一个TCP 连接。我们通常将建立连接作为使用TCP 协议理所当然的前导过程,但很少去质疑这样一个建立连接过程的必要性。实际上,使用TCP 协议必须首先建立一个连接是保证TCP 协议可靠性数据传输的基本前提(当然由于TCP 协议是一个有状态协议,必须通过某种机制进行通信双方状态上的同步,而建立连接就是这样一种机制)。
至于为何需要三个数据包,原因是建立连接过程中信息的交换必须至少使用三个数据包,从下文的分析来看,建立连接最多需要使用四个数据包。需要再次提到的是:SYN 标志位只是用在建立连接的三个(或者四个)数据包中,一旦连接建立完成后,之后发送的所有数据包不可设置SYN 标志位。单从保证数据可靠性传输角度而言,TCP 协议需要在正式数据传输之前首先进行某些信息的交换,这个信息即是双方的初始序列号(另外的一些信息包括最大报文长度通报等)。
诚如前文所述,序列号的使用对于 TCP 协议而言至关重要,在正式数据传输之前,双方必须得到对方的初始字节数据的编号,这样才有可能对其所接收数据的合法性进行判断,才有其它的对数据重复,数据重叠等一系列问题的进一步判别和解决。故交换各自的初始序列号必须在正式数据传输之前完成,我们美其名曰这个过程为连接建立过程。至于双方TCP 协议各自状态的更新主要是软件设计上可靠性保证的一个辅助,并非这个所谓的建立过程所主要关注的问题。
初始序列号的交换从最直接的角度来说需要四个数据包:
1> 主机 A 向主机B 发送其初始序列号。
2> 主机 B 向主机A 确认其发送的初始序列号。
3> 主机 B 向主机A 发送其初始序列号。
4> 主机 A 向主机B 确认其发送的初始序列号。
我们将<2><3>两步合为一步,即B 向A 确认其(A 之前发送的)初始序列号的同时发送其(即B 自己的)初始序列号。所谓确认数据包即将数据包的ACK 标志位设置为1 即可。注意这三个(或四个)数据包中SYN 标志位设置为1,而且SYN 标志位也仅在这三个(或四个)数据包中被设置为1。
此处有一个问题:即A,B 主机在通报各自初始序列号的同时能否传输一些正常数据,原理上可以(TCP 协议规范上并没有说不可以),但是大多数实现在通报初始序列号时都不附带正常数据,而是将其作为一个单独的过程,由此正式确立建立连接一说。
TCP如何拆除连接
当前连接的双方都可以发起拆除连接操作,但简单的拆除连接可能会造成数据丢失。为此,TCP采用四次握手的方式拆除连接。
四次握手与三次握手类似:
①1发拆除请求
②2收到请求,并发确认,1收到该确认后,不再发送数据,但任然会接收数据(半连接)
③2发拆除请求
④1收到请求,并确认,到此拆除完成
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