【计算机网络】三次握手 四次挥手

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目录

1.三次握手

2.四次挥手

3.总结


三次握手和四次挥手是有连接特有的。三次握手,四次挥手指的是TCP有连接特点的中的步骤。建立连接(三次握手),断开连接(四次挥手)。建立连接操作一般都是客户端主动发起,断开连接操作客户端和服务器都可以主动发起。

1.三次握手

举个例子:如下图:A先向B发送 对于客户端,服务器而言,一般是客户端发起。

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  1. 第一次握手A向B发送你好,B收到后 B就会知道A的发送和自己的接收功能是没问题的,但是A还不知道。
  2. 第二次握手B向A发送回复收到,A收到后,A就知道,B已经收到自己发送的信息了,,所以A就知道自己的发送和B的发送和接收功能是好的,但是B这这边还不知道A有没有收到自己的回复也就是不知道A的接收功能是否完好。
  3. 第三次握手A再次向B发送一下回应,B收到后,B就知道A的接收和自己的发送也是好的。至此,A,B都知道自己和对方的接受和发送是正常的。三次握手完成。建立连接完成。

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两边closed,listen,syn_ack是TCP的状态。建立连接阶段,主要有两个状态:

1.listen 服务器的状态 表示服务器已经准备就绪,客户端随时都可以连接。

2.established 客户端和服务器都有。表示建立连接完成,三次握手完成。

 三次握手的核心作用:

  1. 双方建立对对方的认同。(即保存对方的信息)。
  2. 验证通信双方各自的发送能力和接收能力是否正常。
  3. 让通信双方,在握手的过程中,针对一些重要的参数,进行协商。

 区分确认应答和三次握手的区别?

TCP的特点有可靠性传输,有连接。UDP的特点是不可靠传输,无连接。

确认应答是可靠性传输的核心,而三次握手是有连接中的步骤,有连接包含连接的建立(三次握手),断开(四次挥手),维护等等。确认应答和三次握手虽然过程很相似,但其实毫无联系。确认应答体现的是"可靠性传输",与连接不连接无关系。就算不连接也能可靠性传输。比如企业微信发一条消息,会出现已读,这个过程没有建立连接,也是可靠性传输,"已读"相当于ack(应答报文)。

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2.四次挥手

如下图:可以是A先跟B说,也可以是B先跟A说。这个客户端和服务器都可以发起。

比如下面:A先跟B说:我要删除你了(1)。B回复说:好的(2)。然后B又跟A说:我也要删除你了(3)。A回复说:好的(4)。

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四次挥手中有两个主要的状态

1.CLOSE_WAIT 等待关闭 出现在被动断开连接的一方。

2.TIME_WAIT 出现在主动断开连接的一方。意味着主动断开连接的这一方的所做的事基本已做完,但还不能立即close,等待一定时间后(等待是为了保证客户端这边最后发送的ack能够达到对面,防止ack丢包),然后才进行close操作。丢包就会引发超时重传,假设最后一次的ack丢包了,那么服务器这边在过了一定时间后,发现ack没来,就会猜测是客户端发来的ack丢了,还是我刚才发送的fin丢了。在不确定的情况下,服务器这边就会重新发送fin请求。客户端再回传ack。

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那么TIME_WAIT具体保持多长时间呢,才真正释放呢?

假设网络上两个节点通信消耗的最大时间为MSL(可配置的参数),此时TIME_WAIT的保持时间最多为2MSL。MSL这个值一般是60s。以上面图为例,如果客户端这边等待了2MSL,还没收到服务器那边传来的FIN,就会认为服务器那边已经成功接收到自己的ack,进行close了,客户端这边也就不等待了,也会进行close。

ACK:确认序号是否有效。

SYN:请求建立连接,携带这个标识的称为同步报文段。synchronize,有点像锁,但这里翻译为同步,毫无关联。

FIN:通知对方,本端要关闭了。携带FIN标识的称为结束报文段


3.总结

面试画图

1.为啥会有三次握手,四次挥手?

原因是TCP是一个有连接的协议。其中连接建立的过程是三次握手,连接断开的过程是四次挥手。

2.三次握手的意义:

  1. 通信双方互相保存对方的信息。
  2. 验证通信双方得发送和接收能力。
  3. 协商一些关键参数。

4.三次握手中间两次能够合并的原因?四次握手中间两次不能合并的原因?

能不能合并主要看两个数据发送的时机相不相同。相同才能合并。

三次握手这三次交互过程( ack的发送,syn的发送 )是纯内核中完成的。应用程序感知不到,干预不了。服务器的内核系统收到syn后,就会立即发送ack,并且立即发送syn。所以中间这两次可以合并发送,其实也可以不合并,但合并会提高效率。所以就合并了。

而四次挥手中FIN的发送不是内核控制的,而是由应用程序(代码)控制的,当其调用socket的close方法或者进程结束,才会触发FIN。ACK是由内核控制的,收到FIN后,就会立即返回ACK。所以应用程序发生的时机会与你代码里的逻辑相关。代码越逻辑复杂(从接收到FIN还要执行其他代码逻辑才close操作),一个是立即返回,另一个是还要执行耗时。这两步操作完成的间隔越大,这种情况下合并就会等待另一个完成。若是时间长了,还会引发不必要的超时重传。所以通常情况下都是分开发送的。不过特殊情况下也是可以的,比如代码逻辑简单的时候。

上面实际上也回答了握手为啥是三次,挥手为啥是四次。

5.三次握手为啥不能是四次?或者不能是两次?

5.四次挥手为啥是四次?

6.TIME_WAIT的意义和作用。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-713190.html

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