TCP/IP四层模型(协议簇
概述
OSI七层模型是一个概念（标准），TCP/IP是一种更加简化和实用的模型
TCP/IP四层模型各层作用
| 四层模型 |
功能 |
协议 |
| 应用层 |
负责处理用户和应用程序之间的通信。例如数据交换的格式和规则，以便不同的应用程序能够相互通信。 |
|
| 传输层 |
负责提供端到端的通信服务，确保数据在源和目的地之间可靠地传输。 |
|
| 网络层 |
负责在不同的网络之间进行数据传输，并且负责将数据包从源主机传输到目的主机。 |
|
| 数据链路层 |
负责在直接相连的节点之间传输数据，通常是在同一个局域网中。 |
|
TCP协议及其首部分组包
概述
TCP 提供面向有连接的通信传输，面向有连接是指在传送数据之前必须先建立连接，数据传送完成后要释放连接。
无论哪一方向另一方发送数据之前，都必须先在双方之间建立一条连接。在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，连接是通过三次握手进行初始化的。
同时由于TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议，TCP是全双工模式，所以需要四次挥手关闭连接。
分组包
TCP在其协议头中使用大量的标志位或者说1位（bit）布尔域来控制连接状态，我们最感兴趣的2个号和3个标志位如下：
序列号 - 本地的初始化序列号
确认号 - 要求响应方响应的序列号
SYN - 创建一个连接
FIN - 终结一个连接
ACK - 确认接收到的数据
三次握手是什么
所谓三次握手(Three-way Handshake)，是指建立一个 TCP 连接时，需要客户端和服务器总共发送3个报文。
三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立 TCP 连接，并同步连接双方的序列号和确认号，交换 TCP 窗口大小信息。在 socket 编程中，客户端执行 connect() 时。将触发三次握手。
三次握手过程的示意图如下：
这样就完成了三次握手，可以开始传输数据
为什么需要三次握手
如果两次？
这不就完了？
可是如果
早上我发送了信息，然后网络卡顿
等到下午，信息送到了，然后他就出发去球场等待我
那不就心态爆炸了……
所以我们打球前进行三次交流
在网络上同理：
我们假设client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。
本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。
假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。这样，server的很多资源就白白浪费掉了。
所以，采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。
三次握手建立连接
抓包结果
import socket
# 创建一个TCP连接
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect(("157.148.69.80", 443))
# 发送ACK报文
s.close()
前三个包是TCP建立连接的三次握手
四到七包是TCP断开连接的四次挥手
最后一个包是发送失败的数据包，因为TCP连接已经断开
抓包解析
-
第一次握手：
客户端将TCP报文标志位SYN置为1，随机产生一个序号值seq=J，保存在TCP首部的序列号(Sequence Number)字段里，指明客户端打算连接的服务器的端口，并将该数据包发送给服务器端，发送完毕后，客户端进入SYN_SENT状态，等待服务器端确认。
绝对Seq序列号为随机生成
client(客户端)向server(服务端)发送报文：设置Flags(二进制标记)为SYN，及同步标志位。
-
第二次握手：
服务器端收到数据包后由标志位SYN=1知道客户端请求建立连接，服务器端将TCP报文标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个序号值seq=K，并将该数据包发送给客户端以确认连接请求，服务器端进入SYN_RCVD状态。
service收到报文，解析发现Flags只有SYN被标记，所以知道有连接请求，针对这个请求(就是对这个请求的src源地址)发送报文：设置Flags为SYN，ACK，及同步标志位和确认标志位。
这里的应答号为第一次握手时的序列号加1
ack = 被应答数据包的seq(就是第一次握手的seq) + 1
-
第三次握手：
客户端收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给服务器端，服务器端检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，客户端和服务器端进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后客户端与服务器端之间可以开始传输数据了。
client收到报文，解析数据发现Flags的SYN和ACK被标记，并且ack = client发送报文的seq + 1，确认服务端安全连接了，发送报文：设置Flags为ACK。
连接建立传输数据
抓包结果
建立网络连接代码：
import socket
# 创建一个TCP连接
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect(("157.148.69.80", 443))
# 要发送的数据
data = b"Hello, server!"
# 发送数据包
s.send(data)
# 要发送的数据
data = b"Hello, world!"
# 发送数据包
s.send(data)
# 发送ACK报文
s.close()前三行是TCP连接三握
选中的一行是传输的第一个数据包其长度14bytes
client的Seq为C1（及相对于client的Seq而言的1），Ack为S1（相对service），此处因为TCP连接过程service的Ack为1，要求client响应的Seq为C1，所以Seq设置为C1，并向service请求S1的Seq数据包
这里service响应了client的第一个数据包，并在Ack告诉clients下一次发送Seq为15
因为这里两个数据包同时发送，所以在service响应前发送了client的第二个数据包，其长度为13，并且标志位上的FIN被标志，所以这是最后一个数据包，也是四次挥手的开始。
四次挥手断开连接
四次挥手即终止TCP连接，就是指断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中，这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发。
由于TCP连接是全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭。
四次挥手过程的示意图如下：
因为上面传输数据的连接中四次挥手和数据传输混在一起，不利于学习
所以使用一开始三次握手的连接分析
挥手请求可以是Client端，也可以是Server端发起的，我们假设是Client端发起：
- 第一次挥手： Client端发起挥手请求，向Server端发送标志位是FIN报文段，设置序列号seq，此时，Client端进入FIN_WAIT_1状态，这表示Client端没有数据要发送给Server端了。
- 第二次分手：Server端收到了Client端发送的FIN报文段，向Client端返回一个标志位是ACK的报文段，ack设为seq加1，Client端进入FIN_WAIT_2状态，Server端告诉Client端，我确认并同意你的关闭请求。
- 第三次分手： Server端向Client端发送标志位是FIN的报文段，请求关闭连接，同时Client端进入LAST_ACK状态。
- 第四次分手 ： Client端收到Server端发送的FIN报文段，向Server端发送标志位是ACK的报文段，然后Client端进入TIME_WAIT状态。Server端收到Client端的ACK报文段以后，就关闭连接。此时，Client端等待2MSL的时间后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，Client端也可以关闭连接了。
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-854645.html
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-854645.html
十万个为什么
到了这里，关于从TCP/IP到TCP连接过程（详解三次握手的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
