TCP建立和解除連線過程
建立TCP需要三次握手才能建立,而斷開連線則需要四次握手。整個過程如上圖所示。
有6種標示:
SYN(synchronous建立聯機)
ACK(acknowledgement 確認)
PSH(push傳送)
FIN(finish結束)
RST(reset重置)
URG(urgent緊急)
Sequence number(順序號碼)
Acknowledge number(確認號碼)
先來看看如何建立連線的。
首先Client端傳送連線請求報文,Server段接受連線後回覆ACK報文,併為這次連線分配資源。Client端接收到ACK報文後也向Server段發生ACK報文,並分配資源,這樣TCP連線就建立了。
那如何斷開連線呢?簡單的過程如下:
【注意】中斷連線端可以是Client端,也可以是Server端。
假設Client端發起中斷連線請求,也就是傳送FIN報文。Server端接到FIN報文後,意思是說"我Client端沒有資料要發給你了",但是如果你還有資料沒有傳送完成,則不必急著關閉Socket,可以繼續傳送資料。所以你先發送ACK,"告訴Client端,你的請求我收到了,但是我還沒準備好,請繼續你等我的訊息"。這個時候Client端就進入FIN_WAIT狀態,繼續等待Server端的FIN報文。當Server端確定資料已傳送完成,則向Client端傳送FIN報文,"告訴Client端,好了,我這邊資料發完了,準備好關閉連線了整個過程Client端所經歷的狀態如下:
【注意】 在TIME_WAIT狀態中,如果TCP client端最後一次傳送的ACK丟失了,它將重新發送。TIME_WAIT狀態中所需要的時間是依賴於實現方法的。典型的值為30秒、1分鐘和2分鐘。等待之後連線正式關閉,並且所有的資源(包括埠號)都被釋放。
【問題1】為什麼連線的時候是三次握手,關閉的時候卻是四次握手?
答:因為當Server端收到Client端的SYN連線請求報文後,可以直接傳送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應答的,SYN報文是用來同步的。但是關閉連線時,當Server端收到FIN報文時,很可能並不會立即關閉SOCKET,所以只能先回復一個ACK報文,告訴Client端,"你發的FIN報文我收到了"。只有等到我Server端所有的報文都發送完了,我才能傳送FIN報文,因此不能一起傳送。故需要四步握手。
【問題2】為什麼TIME_WAIT狀態需要經過2MSL(最大報文段生存時間)才能返回到CLOSE狀態?
答:雖然按道理,四個報文都發送完畢,我們可以直接進入CLOSE狀態了,但是我們必須假象網路是不可靠的,有可以最後一個ACK丟失。所以TIME_WAIT狀態就是用來重發可能丟失的ACK報文。