Linux - Tcp连接建立和释放的三次握手四次挥手

本文主要是介绍Linux - Tcp连接建立和释放的三次握手四次挥手，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、TCP报文段首部格式
源端口/目的端口：各占2个字节，分别写入源端口和目的端口，端口是传输层与应用层的服务接口
序号：占4个字节，TCP连接中传送的数据流中每一个字节都有一个序号，序号字段指本报文段所发送的数据的第一个字节的序号
确认号：占4个字节，是期望收到对方下一个报文的第一个数据字节的序号
数据偏移：占4个字节，它指出TCP报文的数据距离TCP报文段的起始处有多远
保留：占6个字节，保留今后使用，但目前应都位0
标志URG：紧急置位，当URG=1时告诉系统此报文段中有紧急数据
标志ACK：响应确认，TCP规定在连接建立后所有报文的传输都必须把ACK置为1；
标志PSH：数据推送，当一端的应用进程希望在键入一个命令后立即就能收到对方的响应时将PSH置为1
标志RST：连接重置，当RST=1时表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接然后再重新建立连接
标志SYN：建立连接，用来同步序号，当SYN=1和ACK=0时表明是连接请求报文，若同意连接则响应报文中应该使SYN=1和ACK=1
标志FIN：关闭连接，当FIN=1时表明此报文的发送方的数据已经发送完毕并且要求释放
窗口：占2个字节，指的是通知接收方，发送本报文你需要有多大的空间来接受
检验和：占2个字节，校验首部和数据这两部分
紧急指针：占2个字节，指出本报文段中的紧急数据的字节数
选项：长度可变，定义一些其他的可选的参数
填充:　这是为了使整个首部长度是4字节的整数倍的字段

二、TCP连接建立(三次握手)
服务器进程先创建传输控制块TCB，时刻准备接受客户进程的连接请求，此时服务器就进入了LISTEN（监听）状态；
客户进程也是先创建传输控制块TCB，然后向服务器发出连接请求报文，这是报文首部中的同部位SYN=1，同时选择一个初始序列号 seq=x ，此时，TCP客户端进程进入了 SYN-SENT（同步已发送状态）状态。TCP规定，SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但需要消耗掉一个序号。
服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文。确认报文中应该 ACK=1，SYN=1，确认号是ack=x+1，同时也要为自己初始化一个序列号 seq=y，此时，TCP服务器进程进入了SYN-RCVD（同步收到）状态。这个报文也不能携带数据，但是同样要消耗一个序号。
客户进程收到确认后，还要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1，ack=y+1，自己的序列号seq=x+1，此时，TCP连接建立，客户端进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。TCP规定，ACK报文段可以携带数据，但是如果不携带数据则不消耗序号。
服务器收到客户端的ACK确认信息并校验后也进入ESTABLISHED状态，此时再返回信息，而此后双方就进入了数据通信阶段。

  #客户端发送一个SYN报文连接服务器的端口，客户端初始序号为4637811，同时报告窗口大小和MSS值17:43:47.475512 IP 192.168.3.43.51843 > 192.168.2.222.8080: S 4637811:4637811(0) win 64240 <mss 1460,nop,wscale 8,nop,nop,sackOK>#服务器返回包含服务器初始序号即653770253的SYN报文作为应答，同时将确认序号设置为客户端序号+1即4637812以对客户端SYN报文进行确认17:43:47.475562 IP 192.168.2.222.8080 > 192.168.3.43.51843: S 653770253:653770253(0) ack 4637812 win 5840 <mss 1460,nop,nop,sackOK,nop,wscale 7>#客户端发送将服务器初始序号+1即653770254的ACK报文作为应答。这里的标志位"."表示SFRP四个标识位都是0，当然此时的ACK标识位是1        17:43:47.475935 IP 192.168.3.43.51843 > 192.168.2.222.8080: . ack 653770254 win 2053

三、TCP连接的释放（四次挥手）
客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

    #客户端发起关闭请求，发送一个FIN报文，客户端报文序号为65377039817:43:51.064361 IP 192.168.2.222.8080 > 192.168.3.43.51843: F 653770398:653770398(0) ack 4637815 win 46#服务端接受到信息后，首先返回ACK报文，表明自己已经收到消息，确认序号为客户端报文需要+1即65377039917:43:51.065064 IP 192.168.3.43.51843 > 192.168.2.222.8080: . ack 653770399 win 2052#服务端在准备好关闭之前，最后发送给客户端一个FIN报文，询问客户端是否已经准备好关闭，服务器端报文序号463781517:43:51.066797 IP 192.168.3.43.51843 > 192.168.2.222.8080: F 4637815:4637815(0) ack 653770399 win 2052#客户端接受到服务端发送的消息后，返回一个ACK报文，报文序号为服务器报文序号+1即463781617:43:51.066816 IP 192.168.2.222.8080 > 192.168.3.43.51843: . ack 4637816 win 46

四、Tcp连接中的端口状态转换

1、客户端端口状态转换