TCP三向交握詳解

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TCP協議三向交握過程分析

TCP(Transmission Control Protocol)　傳輸控制通訊協定

TCP是主機對主機層的傳輸控制通訊協定，提供可靠的串連服務，採用三向交握確認建立一個串連:

TCP的串連、傳輸和斷開都受控制位的指揮，控制位共包含如下6個：

• ACK(acknowledgement 確認)：只有當ACK=1時，確認序號欄位才有效；當ACK=0時，確認號欄位無效。
• SYN(synchronous建立聯機) ：同步序號位，TCP需要建立串連時將這個值設為1.
• FIN（finish結束）：發送端完成發送任務位，當TCP完成資料轉送需要中斷連線時，提出中斷連線的一方將這個值設為1.
• RST（reset重設）：當RST值為1時通知重建立立TCP串連。
• PSH (push傳送)：標誌位為1時要求接收方儘快將資料區段送達應用程式層
• URG (urgent緊急)：緊急指標有效位。

第一次握手：

主機A發送位碼為SYN＝1,隨機產生Initial Sequence Number（初始序號）=1234567的資料包到伺服器，主機B由SYN=1知道，A要求建立聯機；

第二次握手：

主機B收到請求後要確認聯機資訊，向A發送ack number=(主機A的seq+1),syn=1,ack=1,隨機產生seq=7654321的包；

第三向交握：

主機A收到後檢查ack number是否正確，即第一次發送的seq number+1,以及位碼ack是否為1，若正確，主機A會再發送ack number=(主機B的seq+1),ack=1，主機B收到後確認seq值與ack=1則串連建立成功。

至此三向交握建立完成

 

執行個體:

IP 192.168.1.10.3337 > 192.168.1.20.7788: S 3626544836:3626544836
IP 192.168.1.20.7788 > 192.168.1.10.3337: S 1739326486:1739326486 ack 3626544837
IP 192.168.1.10.3337 > 192.168.1.20.7788: ack 1739326487,ack 1

第一次握手：192.168.1.10發送位碼syn＝1,隨機產生seq number=3626544836的資料包到192.168.1.20,192.168.1.20由SYN=1知道192.168.1.10要求建立聯機;

第二次握手：192.168.1.20收到請求後要確認聯機資訊，向192.168.1.10發送ack number=3626544837,syn=1,ack=1,隨機產生seq=1739326486的包;

第三向交握：192.168.1.10收到後檢查ack number是否正確，即第一次發送的seq number+1,以及位碼ack是否為1，若正確，192.168.1.10會再發送ack number=1739326487,ack=1，192.168.1.20收到後確認seq=seq+1,ack=1則串連建立成功。

圖解：

 

 

 第一次握手的標誌位：

我們可以看到標誌位裡面只有個同步位，也就是在做請求(SYN)

第二次握手的標誌位：

 我們可以看到標誌位裡面有個確認位和同步位，也就是在做應答(SYN + ACK)

第三向交握的標誌位：

 我們可以看到標誌位裡面只有個確認位，也就是再做再次確認(ACK)

 

 

一個完整的三向交握也就是 請求---應答---再次確認

 

建立TCP需要三向交握才能建立，而中斷連線則需要四次握手。整個過程如所示：

 

 

 首先Client端發送串連請求報文，Server段接受串連後回複ACK報文，並為這次串連分配資源。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串連就建立了。

中斷連線端可以是Client端，也可以是Server端。假設Client端發起中斷串連請求，就先發送FIN報文。Server端接到FIN報文後，但是如果還有資料沒有發送完成，則不必急著關閉Socket，可以繼續發送資料。所以伺服器端先發送ACK，告訴Client端：請求已經收到了，但是我還沒準備好，請繼續等待停止的訊息。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端確定資料已發送完成，則向Client端發送FIN報文，告訴Client端：伺服器這邊資料發完了，準備好關閉串連了。Client端收到FIN報文後，就知道可以關閉串連了，但是他還是不相信網路，所以發送ACK後進入TIME_WAIT狀態， Server端收到ACK後，就知道可以中斷連線了。Client端等待了2MSL後依然沒有收到回複，則證明Server端已正常關閉，最後，Client端也可以關閉串連了至此，TCP串連就已經完全關閉了！關閉串連的過程如所示：

 

TCP三向交握詳解