TCP如何建立連接

圖 1TCP 首部格式中SYN 標(biāo)志位僅使用在建立TCP 連接的過(guò)程中，TCP 建立連接的過(guò)程被稱(chēng)為“三路握手“連接，即一般通信雙方共需要傳輸三個(gè)數(shù)據(jù)包方能成功建立一個(gè)TCP 連接。我們通常將建立連接作為使用TCP 協(xié)議理所當(dāng)然的前導(dǎo)過(guò)程，但很少去質(zhì)疑這樣一個(gè)建立連接過(guò)程的必要性。

實(shí)際上，使用TCP 協(xié)議必須首先建立一個(gè)連接是保證TCP 協(xié)議可靠性數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕厩疤幔ó?dāng)然由于TCP 協(xié)議是一個(gè)有狀態(tài)協(xié)議，必須通過(guò)某種機(jī)制進(jìn)行通信雙方狀態(tài)上的同步，而建立連接就是這樣一種機(jī)制）。    

至于為何需要三個(gè)數(shù)據(jù)包，原因是建立連接過(guò)程中信息的交換必須至少使用三個(gè)數(shù)據(jù)包，從下文的分析來(lái)看，建立連接最多需要使用四個(gè)數(shù)據(jù)包。需要再次提到的是：SYN 標(biāo)志位只是用在建立連接的三個(gè)（或者四個(gè)）數(shù)據(jù)包中，一旦連接建立完成后，之后發(fā)送的所有數(shù)據(jù)包不可設(shè)置SYN 標(biāo)志位。單從保證數(shù)據(jù)可靠性傳輸角度而言，TCP 協(xié)議需要在正式數(shù)據(jù)傳輸之前首先進(jìn)行某些信息的交換，這個(gè)信息即是雙方的初始序列號(hào)（另外的一些信息包括最大報(bào)文長(zhǎng)度通報(bào)等）。

 

誠(chéng)如前文所述，序列號(hào)的使用對(duì)于 TCP 協(xié)議而言至關(guān)重要，在正式數(shù)據(jù)傳輸之前，雙方必須得到對(duì)方的初始字節(jié)數(shù)據(jù)的編號(hào)，這樣才有可能對(duì)其所接收數(shù)據(jù)的合法性進(jìn)行判斷，才有其它的對(duì)數(shù)據(jù)重復(fù)，數(shù)據(jù)重疊等一系列問(wèn)題的進(jìn)一步判別和解決。故交換各自的初始序列號(hào)必須在正式數(shù)據(jù)傳輸之前完成，我們美其名曰這個(gè)過(guò)程為連接建立過(guò)程。至于雙方TCP 協(xié)議各自狀態(tài)的更新主要是軟件設(shè)計(jì)上可靠性保證的一個(gè)輔助，并非這個(gè)所謂的建立過(guò)程所主要關(guān)注的問(wèn)題。

     

初始序列號(hào)的交換從最直接的角度來(lái)說(shuō)需要四個(gè)數(shù)據(jù)包：

1> 主機(jī) A 向主機(jī)B 發(fā)送其初始序列號(hào)。

2> 主機(jī) B 向主機(jī)A 確認(rèn)其發(fā)送的初始序列號(hào)。

3> 主機(jī) B 向主機(jī)A 發(fā)送其初始序列號(hào)。

4> 主機(jī) A 向主機(jī)B 確認(rèn)其發(fā)送的初始序列號(hào)。

 

我們將<2><3>兩步合為一步，即B 向A 確認(rèn)其（A 之前發(fā)送的）初始序列號(hào)的同時(shí)發(fā)送其（即B 自己的）初始序列號(hào)。所謂確認(rèn)數(shù)據(jù)包即將數(shù)據(jù)包的ACK 標(biāo)志位設(shè)置為1 即可。注意這三個(gè)（或四個(gè)）數(shù)據(jù)包中SYN 標(biāo)志位設(shè)置為1，而且SYN 標(biāo)志位也僅在這三個(gè)（或四個(gè)）數(shù)據(jù)包中被設(shè)置為1。
 

此處有一個(gè)問(wèn)題：即A，B 主機(jī)在通報(bào)各自初始序列號(hào)的同時(shí)能否傳輸一些正常數(shù)據(jù)，原理上可以（TCP 協(xié)議規(guī)范上并沒(méi)有說(shuō)不可以），但是大多數(shù)實(shí)現(xiàn)在通報(bào)初始序列號(hào)時(shí)都不附帶正常數(shù)據(jù)，而是將其作為一個(gè)單獨(dú)的過(guò)程，由此正式確立建立連接一說(shuō)。

     

TCP如何拆除連接

當(dāng)前連接的雙方都可以發(fā)起拆除連接操作，但簡(jiǎn)單的拆除連接可能會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。為此，TCP采用四次握手的方式拆除連接。
 

四次握手與三次握手類(lèi)似：

①1發(fā)拆除請(qǐng)求

②2收到請(qǐng)求，并發(fā)確認(rèn)，1收到該確認(rèn)后，不再發(fā)送數(shù)據(jù)，但任然會(huì)接收數(shù)據(jù)（半連接）

③2發(fā)拆除請(qǐng)求

④1收到請(qǐng)求，并確認(rèn)，到此拆除完成