在使用TCP協議進行資料的傳輸之前，客戶端與服務器端需要建立TCP Connection，即建立連接，之后兩端才能進行資料的傳輸，
下面堆TCP連接“三次握手”的程序進行說明，
1、相關概念
首先，我們需要了解TCP資料報的首部的結構（TCP資料報包括首部以及資料報部分），如下圖：
其中需要注意的欄位有：
（1）序號（sequence number）：seq序號，占32位4個位元組，從TCP源端向目的端發送的位元組流資料，發起方發送資料報文時對每一個位元組進行編號標記，每一個位元組都會有一個編號（0 到 232-1），給報文每個位元組編上序號后，需要給報文指派一個序號seq，報文資料段的第一個位元組的編號值，就是這段報文TCP首部序號seq的值，
（2）確認號（acknowledgement number）：ack序號，占32位4個位元組，表示期待收到對方下一個報文段的序號，那么第一次收到的報文段最后一個位元組的編號+1即為確認號，比如第一段報文seq=1（報文第一個位元組編號1），報文長度是100，即報文最后一個位元組編號為100，確認端接收到發起端發送的報文后，回傳給發起端的回應TCP報文中，ACK=1，ack=101，表示發起端發送的1-100編號的位元組資料已經收到，希望發起端下一個報文從101編號的位元組開始發送，
注意，只有TCP報文的ACK標志位為1時，這個報文中的確認序號欄位才有效，
（3）標志位（Flags）：TCP標志物有6位，具體如下圖
i）確認ACK：占1位，僅當ACK=1時，確認號欄位才有效；ACK=0時，確認號無效 ，
ii）同步SYN：用于建立連接的同步標記，當SYN=1，ACK=0時表示這是一個連接請求報文段，若同意連接，則在回應報文段中使得SYN=1，ACK=1，因此，SYN=1表示這是一個連接請求報文，
iii）終止FIN：用來釋放一個連接，FIN=1表示此報文段的客戶端的資料已經發送完畢，并要求釋放連接，
這里需要注意2點：
1）不要混淆ACK標志位與ack確認號；
2）SYN這個標志位只有在TCP創建連接時才會被置1，握手完成后SYN標志位被置0，
2、三次握手程序
程序如下圖：
注意，此處所謂的“客戶端”與“服務器端”，只是為了方便標識連接的雙方，即確認哪一方是“要求斷開連接”的主動方，哪一方是“要求斷開連接”的被動方，事實上任何一方都可能要求建立連接，
步驟如下：
1）首先客戶端向服務器端發送一段TCP報文，其中：
i）標記位為SYN=1，表示“請求建立新連接”；
ii）序號為 seq = x，表示客戶端發送給服務器端的資料報文的序號是 x ，即資料報文的第一個位元組的編號為 x，注意，建立連接的SYN報文雖然沒有資料，但是會占用一個序號的大小；
iii）此時，客戶端進入 SYNC-SENT 狀態：同步已發送狀態，
2）服務器端接收到來自客戶端 TCP 報文之后，回傳一段TCP報文，其中：
i）標志位為 SYN 和 ACK ，ACK=1 是確認標志，表示 “確認客戶端的報文seq序號有效，服務器端能正常接收客戶端發送的資料，即告訴客戶端，服務器端收到了它的請求報文”，SYN=1 是請求連接標志，表示“服務器端同意創建新連接”，ACK與SYN 合起來，就是告訴客戶端，服務器端 收到了你的資料，同意與你建立連接；
ii）ack=x+1，表示希望客戶端下一次發送回來的資料報序號是 x+1；
iii）seq = y，服務器端向客戶端發送自己的資料報，序號是 y，
iv）同時，服務器端結束 LISTEN 監聽階段，進入 SYNC-RCVD 同步已接收狀態，
3）客戶端接收到來自服務器端的確認收到資料的TCP報文之后，明確了從客戶端到服務器端的資料傳輸是正常的，可以建立連接，回傳一段TCP報文，其中：
i）標志位為ACK，表示 “確認收到服務器端同意連接的信號”（即告訴服務器端，我知道你收到我發的資料了）；
ii）seq=x+1，表示向服務器端發送序號為x+1的資料，根據第二次握手的 ack=x+1，將seq設定為 x+1；
iii）ack=y+1，表示希望服務器端下一次發送回來的資料報序號為y+1，
iv）隨后它會進入 ESTABLISHED 建立連接階段，
4）服務器端在接收到客戶端發送的第三次握手的資料后，也會進入 ESTABLISHED 建立連接階段，
在“三次握手”中，通過第一、第二次握手的SYN，客戶端與服務器端建立連接；而且通過第二、第三次握手的ACK，雙方都確認對方已經收到自己的報文，客戶端與服務器端的 ack 與 seq 的值，都是在對方 ack 與 seq 值的基礎上計算的，即通過“三次握手”，客戶端與服務器端也同步了各自的序號與確認號，這樣做保證了TCP報文的連貫性，一旦有一方的報文丟失，另一方便無法正確“握手”（因為想正確握手，發出的 seq 需要與對方發來的 ack 相同），
3、為什么要進行“三次握手”才能建立TCP連接
原因：避免已經失效的連接請求報文傳送到服務器端，導致服務器端開啟一些無效的連接，增加服務器端開銷，
分析如下圖：
如果是三次握手，就可以避免上面這種情況的發生，如下圖：
4、擴展
在客戶端與服務器端建立連接之后，在這個連接上，客戶端與服務器端之間可以發送的HTTP請求數量與使用的HTTP協議的版本相關，
1）HTTP1.0版本：TCP連接是在HTTP請求創建的時候同步創建的，HTTP請求發送到服務器端，服務器端回應了之后，這個TCP連接就關閉了，即一次連接只能發送一次HTTP請求；
2）HTTP1.1版本：三次握手建立TCP連接后，以某種方式宣告這個連接一直保持，后面的HTTP請求可以繼續使用這個連接，
由于在創建一個TCP連接的程序中需要“三次握手”的性能消耗，如果每次HTTP請求都要重新建立TCP連接，那么每次HTTP請求都有“三次握手”的性能消耗，如果使用HTTP1.1，只有第一次請求需要建立連接，后面的請求不需要建立連接，則只有一次“三次握手”的消耗，
“四次揮手”請參考文章：https://i.cnblogs.com/posts/edit;postId=13067989
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/5096.html
標籤：其他
上一篇：資訊收集---1