大剑无锋之HTTP连接、Tcp三次握手四次挥手、Tcp状态
Http請求:
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總的來說:
【補充】
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三次握手和四次揮手:
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第一次握手:建立連接時,客戶端發送syn包(syn=x)到服務器,并進入SYN_SENT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=x+1),同時自己也發送一個SYN包(syn=y),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=y+1),此包發送完畢,客戶端和服務器進入ESTABLISHED(TCP連接成功)狀態,完成三次握手。
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保證數據安全和完整性。坦白來說就是為了雙方的接收和發送都正常。
打個比方:A是客戶端,B是服務器端。
A向B寄了一封信,此時A的發送和接收都不能確定正常。
然后B收到后,回了A一封信,A收到后。此時B的接收正常,A的發送和接收正常
此時B并不能確定自己的發送正常,所以A在給B寄一份信說道,你發的我收到了。
直到這個時候,整個連接才是完整的。
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1)客戶端進程發出連接釋放報文,并且停止發送數據。釋放數據報文首部,FIN=1,其序列號為seq=u(等于前面已經傳送過來的數據的最后一個字節的序號加1),此時,客戶端進入FIN-WAIT-1(終止等待1)狀態。 TCP規定,FIN報文段即使不攜帶數據,也要消耗一個序號。
2)服務器收到連接釋放報文,發出確認報文,ACK=1,ack=u+1,并且帶上自己的序列號seq=v,此時,服務端就進入了CLOSE-WAIT(關閉等待)狀態。TCP服務器通知高層的應用進程,客戶端向服務器的方向就釋放了,這時候處于半關閉狀態,即客戶端已經沒有數據要發送了,但是服務器若發送數據,客戶端依然要接受。這個狀態還要持續一段時間,也就是整個CLOSE-WAIT狀態持續的時間。
3)客戶端收到服務器的確認請求后,此時,客戶端就進入FIN-WAIT-2(終止等待2)狀態,等待服務器發送連接釋放報文(在這之前還需要接受服務器發送的最后的數據)。
4)服務器將最后的數據發送完畢后,就向客戶端發送連接釋放報文,FIN=1,ack=u+1,由于在半關閉狀態,服務器很可能又發送了一些數據,假定此時的序列號為seq=w,此時,服務器就進入了LAST-ACK(最后確認)狀態,等待客戶端的確認。
5)客戶端收到服務器的連接釋放報文后,必須發出確認,ACK=1,ack=w+1,而自己的序列號是seq=u+1,此時,客戶端就進入了TIME-WAIT(時間等待)狀態。注意此時TCP連接還沒有釋放,必須經過2??MSL(最長報文段壽命)的時間后,當客戶端撤銷相應的TCB后,才進入CLOSED狀態。
6)服務器只要收到了客戶端發出的確認,立即進入CLOSED狀態。同樣,撤銷TCB后,就結束了這次的TCP連接。可以看到,服務器結束TCP連接的時間要比客戶端早一些。
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一樣打個比方。假如說客戶端是老婆,服務器端是老公。
然后呢,老婆說,我們離婚吧。離婚協議書。(相當于客戶端發送關閉請求。FIN)
老公回復:再說吧。(相當于此時服務器端工作沒有完成。ACK)
然后老公想了想:好的我們離婚吧。老公簽字。(相當于服務器端工作完成,同意結束。FIN)
然后老婆說好的。老婆簽字。(相當于客戶端接收到。ACK)
DNS解析:
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Tcp狀態
l? CLOSED:初始狀態,表示TCP連接是“關閉著的”或“未打開的”。
l? LISTEN?:表示服務器端的某個SOCKET處于監聽狀態,可以接受客戶端的連接。
l? SYN_RCVD?:表示服務器接收到了來自客戶端請求連接的SYN報文。在正常情況下,這個狀態是服務器端的SOCKET在建立TCP連接時的三次握手會話過程中的一個中間狀態,很短暫,基本上用netstat很難看到這種狀態,除非故意寫一個監測程序,將三次TCP握手過程中最后一個ACK報文不予發送。當TCP連接處于此狀態時,再收到客戶端的ACK報文,它就會進入到ESTABLISHED 狀態。
l? SYN_SENT?:這個狀態與SYN_RCVD 狀態相呼應,當客戶端SOCKET執行connect()進行連接時,它首先發送SYN報文,然后隨即進入到SYN_SENT 狀態,并等待服務端的發送三次握手中的第2個報文。SYN_SENT 狀態表示客戶端已發送SYN報文。
l? ESTABLISHED?:表示TCP連接已經成功建立。
l? FIN_WAIT_1?:這個狀態得好好解釋一下,其實FIN_WAIT_1 和FIN_WAIT_2 兩種狀態的真正含義都是表示等待對方的FIN報文。而這兩種狀態的區別是:FIN_WAIT_1狀態實際上是當SOCKET在ESTABLISHED狀態時,它想主動關閉連接,向對方發送了FIN報文,此時該SOCKET進入到FIN_WAIT_1 狀態。而當對方回應ACK報文后,則進入到FIN_WAIT_2 狀態。當然在實際的正常情況下,無論對方處于任何種情況下,都應該馬上回應ACK報文,所以FIN_WAIT_1 狀態一般是比較難見到的,而FIN_WAIT_2 狀態有時仍可以用netstat看到。
l? FIN_WAIT_2?:上面已經解釋了這種狀態的由來,實際上FIN_WAIT_2狀態下的SOCKET表示半連接,即有一方調用close()主動要求關閉連接。注意:FIN_WAIT_2 是沒有超時的(不像TIME_WAIT 狀態),這種狀態下如果對方不關閉(不配合完成4次揮手過程),那這個?FIN_WAIT_2 狀態將一直保持到系統重啟,越來越多的FIN_WAIT_2 狀態會導致內核crash。
l? TIME_WAIT?:表示收到了對方的FIN報文,并發送出了ACK報文。?TIME_WAIT狀態下的TCP連接會等待2*MSL(Max Segment Lifetime,最大分段生存期,指一個TCP報文在Internet上的最長生存時間。每個具體的TCP協議實現都必須選擇一個確定的MSL值,RFC 1122建議是2分鐘,但BSD傳統實現采用了30秒,Linux可以cat?/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout看到本機的這個值),然后即可回到CLOSED 可用狀態了。如果FIN_WAIT_1狀態下,收到了對方同時帶FIN標志和ACK標志的報文時,可以直接進入到TIME_WAIT狀態,而無須經過FIN_WAIT_2狀態。(這種情況應該就是四次揮手變成三次揮手的那種情況)
l??CLOSING?:這種狀態在實際情況中應該很少見,屬于一種比較罕見的例外狀態。正常情況下,當一方發送FIN報文后,按理來說是應該先收到(或同時收到)對方的ACK報文,再收到對方的FIN報文。但是CLOSING 狀態表示一方發送FIN報文后,并沒有收到對方的ACK報文,反而卻也收到了對方的FIN報文。什么情況下會出現此種情況呢?那就是當雙方幾乎在同時close()一個SOCKET的話,就出現了雙方同時發送FIN報文的情況,這是就會出現CLOSING 狀態,表示雙方都正在關閉SOCKET連接。
l? CLOSE_WAIT?:表示正在等待關閉。怎么理解呢?當對方close()一個SOCKET后發送FIN報文給自己,你的系統毫無疑問地將會回應一個ACK報文給對方,此時TCP連接則進入到CLOSE_WAIT狀態。接下來呢,你需要檢查自己是否還有數據要發送給對方,如果沒有的話,那你也就可以close()這個SOCKET并發送FIN報文給對方,即關閉自己到對方這個方向的連接。有數據的話則看程序的策略,繼續發送或丟棄。簡單地說,當你處于CLOSE_WAIT 狀態下,需要完成的事情是等待你去關閉連接。
l? LAST_ACK?:當被動關閉的一方在發送FIN報文后,等待對方的ACK報文的時候,就處于LAST_ACK 狀態。當收到對方的ACK報文后,也就可以進入到CLOSED 可用狀態了。
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?常見面試題
【問題1】為什么連接的時候是三次握手,關閉的時候卻是四次握手?
答:因為當Server端收到Client端的SYN連接請求報文后,可以直接發送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應答的,SYN報文是用來同步的。但是關閉連接時,當Server端收到FIN報文時,很可能并不會立即關閉SOCKET,所以只能先回復一個ACK報文,告訴Client端,"你發的FIN報文我收到了"。只有等到我Server端所有的報文都發送完了,我才能發送FIN報文,因此不能一起發送。故需要四步握手。
【問題2】為什么TIME_WAIT狀態需要經過2MSL(最大報文段生存時間)才能返回到CLOSE狀態?
答:雖然按道理,四個報文都發送完畢,我們可以直接進入CLOSE狀態了,但是我們必須假象網絡是不可靠的,有可以最后一個ACK丟失。所以TIME_WAIT狀態就是用來重發可能丟失的ACK報文。在Client發送出最后的ACK回復,但該ACK可能丟失。Server如果沒有收到ACK,將不斷重復發送FIN片段。所以Client不能立即關閉,它必須確認Server接收到了該ACK。Client會在發送出ACK之后進入到TIME_WAIT狀態。Client會設置一個計時器,等待2MSL的時間。如果在該時間內再次收到FIN,那么Client會重發ACK并再次等待2MSL。所謂的2MSL是兩倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一個片段在網絡中最大的存活時間,2MSL就是一個發送和一個回復所需的最大時間。如果直到2MSL,Client都沒有再次收到FIN,那么Client推斷ACK已經被成功接收,則結束TCP連接。
【問題3】為什么不能用兩次握手進行連接?
答:3次握手完成兩個重要的功能,既要雙方做好發送數據的準備工作(雙方都知道彼此已準備好),也要允許雙方就初始序列號進行協商,這個序列號在握手過程中被發送和確認。
???????現在把三次握手改成僅需要兩次握手,死鎖是可能發生的。作為例子,考慮計算機S和C之間的通信,假定C給S發送一個連接請求分組,S收到了這個分組,并發 送了確認應答分組。按照兩次握手的協定,S認為連接已經成功地建立了,可以開始發送數據分組。可是,C在S的應答分組在傳輸中被丟失的情況下,將不知道S 是否已準備好,不知道S建立什么樣的序列號,C甚至懷疑S是否收到自己的連接請求分組。在這種情況下,C認為連接還未建立成功,將忽略S發來的任何數據分 組,只等待連接確認應答分組。而S在發出的分組超時后,重復發送同樣的分組。這樣就形成了死鎖。
【問題4】如果已經建立了連接,但是客戶端突然出現故障了怎么辦?
TCP還設有一個保活計時器,顯然,客戶端如果出現故障,服務器不能一直等下去,白白浪費資源。服務器每收到一次客戶端的請求后都會重新復位這個計時器,時間通常是設置為2小時,若兩小時還沒有收到客戶端的任何數據,服務器就會發送一個探測報文段,以后每隔75秒鐘發送一次。若一連發送10個探測報文仍然沒反應,服務器就認為客戶端出了故障,接著就關閉連接。
部分摘自:https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81087809
總結
以上是生活随笔為你收集整理的大剑无锋之HTTP连接、Tcp三次握手四次挥手、Tcp状态的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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