面試題之簡述TCP三次握手

面試題之簡述TCP三次握手

TCP握手協議 
在TCP/IP協議中,TCP協議提供可靠的連接服務,採用三次握手建立一個連接.
第一次握手:建立連接時,客戶端發送syn包(syn=j)到服務器,並進入SYN_SEND狀態,等待服務器確認; 
SYN:同步序列編號(Synchronize Sequence Numbers)
第二次握手:服務器收到syn包,必須確認客戶的SYN(ack=j+1),同時自己也發送一個SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時服務器進入SYN_RECV狀態; 
第三次握手:客戶端收到服務器的SYN+ACK包,向服務器發送確認包ACK(ack=k+1),此包發送完畢,客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手.
面試題之簡述TCP三次握手

下面是TCP報文格式圖:

面試題之簡述TCP三次握手

圖1 TCP報文格式

上圖中有幾個字段需要重點介紹下:

(1)序號:Seq序號,佔32位,用來標識從TCP源端向目的端發送的字節流,發起方發送數據時對此進行標記。

(2)確認序號:Ack序號,佔32位,只有ACK標誌位為1時,確認序號字段才有效,Ack=Seq+1。

(3)標誌位:共6個,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具體含義如下:

(A)URG:緊急指針(urgent pointer)有效。

(B)ACK:確認序號有效。

(C)PSH:接收方應該儘快將這個報文交給應用層。

(D)RST:重置連接。

(E)SYN:發起一個新連接。

(F)FIN:釋放一個連接。

需要注意的是:

(A)不要將確認序號Ack與標誌位中的ACK搞混了。

(B)確認方Ack=發起方Req+1,兩端配對

所謂三次握手(Three-Way Handshake)即建立TCP連接,就是指建立一個TCP連接時,需要客戶端和服務端總共發送3個包以確認連接的建立。在socket編程中,這一過程由客戶端執行connect來觸發,整個流程如下圖所示:

面試題之簡述TCP三次握手

  • Step 1 (SYN) : 第一次握手:Client將標誌位SYN置為1,隨機產生一個值seq=x,並將該數據包發送給Server,Client進入SYN_SENT狀態,等待Server確認。

  • Step 2 (SYN + ACK): 二次握手:Server收到數據包後由標誌位SYN=1知道Client請求建立連接,Server將標誌位SYN和ACK都置為1,ack=x+1,隨機產生一個值seq=Y,並將該數據包發送給Client以確認連接請求,Server進入SYN_RCVD狀態。

  • Step 3 (ACK) : 第三次握手:Client收到確認後,檢查ack是否為y+1,ACK是否為1,如果正確則將標誌位ACK置為1,ack=x+1,並將該數據包發送給Server,Server檢查ack是否為x+1,ACK是否為1,如果正確則連接建立成功,Client和Server進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手,隨後Client與Server之間可以開始傳輸數據了。


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