TCP协议三次握手和四次挥手

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TCP协议

TCP/IP协议栈

TCP-IP协议栈.png

由上图可知，TCP/IP协议栈包含很多的协议。

二. 什么是TCP

TCP是TCP/IP协议栈中的传输层的协议，TCP协议又叫传输控制协议(Transport Control Protocal)，是面向连接的，可靠的字节流服务。它的可靠性体现在：3次握手建立连接，滑动窗口机制，一定的拥塞避免算法，流量控制，以及一定的超时重传机制。

三.TCP报文格式

TCP协议报文.png

IP数据包首部的格式能够说明IP协议都具有什么功能。
IP数据包由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度，共20个字节，是所有IP数据包必须有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。
(1）版本占4位，指IP协议的版本。IP协议目前有两个版本IPv4和IPv6。通信双方使用的IP协议版本必须一致。目前广泛使用的IP协议版本号为4（即IPv4）。
(2）首部长度占4位，可表示的最大十进制数值是15。请注意，这个字段所表示数的单位是32位二进制数（即4个字节），因此，当IP的首部长度为1111时（即十进制的15），首部长度就达到60字节。
(3）区分服务　占8位，配置计算机给特定应用程序的数据包添加一个标志，然后再配置网络中的路由器优先转发这些带标志的数据包，在网络带宽比较紧张的情况下，也能确保这种应用的带宽有保障，这就是区分服务，为这种服务确保服务质量（Quality of Service，QoS）。
(4)总长度总长度指IP首部和数据之和的长度，也就是数据包的长度，单位为字节。总长度字段为16位，因此数据包的最大长度为216-1=65535字节。实际上传输这样长的数据包在现实中是极少遇到的。
（5）标识（identification）占16位。当数据包由于长度超过网络的MTU而必须分片时，同一个数据包被分成多个片，这些片的标识都一样，也就是数据包这个标识字段的值就被复制到所有的数据包分片的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据包片最后能正确地重装成为原来的数据包。
(6) 标志（flag）占3位，但目前只有两位有意义。标志字段中的最低位记为MF（More Fragment）。MF=1即表示后面“还有分片”的数据包。MF=0表示这己是若干数据包片中的最后一个。标志字段中间的一位记为DF（Don’t Fragment），意思是“不能分片”。只有当DF=0时才一允许分片。
(7) 片偏移占13位。片偏移指出：较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。也就是说，相对于用户数据字段的起点，该片从何处开始。片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说，每个分片的长度一定是8字节（64位）的整数倍。
(8) 生存时间生存时间字段常用的英文缩写是TTL（Time To Live），表明是数据包在网络中的寿命。现在TTL字段的功能改为“跳数限制”。
(9) 协议占8位，协议字段指出此数据包携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的网络层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。
(10)首部检验和占16位，这个字段只检验数据报的首部，但不包括数据部分。这是因为数据报每经过一个路由器，路由器都要重新计算一下首部检验和（一些字段，如生存时间、标志、片偏移等都可能发生变化）。

四. TCP三次握手和四次挥手

标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：
上图中有几个字段需要重点介绍下：

（1）序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。
（2）确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
（3）标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：
（4）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
（5）ACK：确认序号有效。
（6）PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
（7）RST：重置连接。
（8）SYN：发起一个新连接。
（9）FIN：释放一个连接。

ACK ： TCP协议规定，只有ACK=1时有效，也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1
SYN(SYNchronization) ：在连接建立时用来同步序号。当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文。对方若同意建立连接，则应在响应报文中使SYN=1和ACK=1. 因此, SYN置1就表示这是一个连接请求或连接接受报文。
FIN （finis）即完，终结的意思，用来释放一个连接。当 FIN = 1 时，表明此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放连接。

三次握手的通俗解释

 三次握手流程>

>1. 客户端发个请求“开门呐，我要进来”给服务器  

> 2. 服务器发个“进来吧，我去给你开门”给客户端  

>3.  客户端有很客气的发个“谢谢，我要进来了”给服务器

四次挥手的通俗解释


四次挥手流程>

> 1. 客户端发个“时间不早了，我要走了”给服务器，等服务器起身送他  

> 2. 服务器听到了，发个“我知道了，那我送你出门吧”给客户端，等客户端走  

> 3. 服务器把门关上后，发个“我关门了”给客户端，然后等客户端走（尼玛~矫情啊)  

> 4. 客户端发个“我知道了，我走了”，之后自己就走了

三次握手的过程（客户端我们用A表示，服务器端用B表示）
前提：A主动打开，B被动打开

三次握手.jpg

四次分手的过程（客户端我们用A表示，服务器端用B表示）
前提：A主动关闭，B被动关闭

四次挥手.jpg