网络编程socket 之TCP三路握手和四路握手

学习主要内容：

1.TCP三路握手和四路握手

2.TCP的常见标识以及监听端口的状态

先模拟一个场景，“向东A"有一亲密基友“攀攀B”，一天A晚上想约B 出去溜冰,由于地理原因，就选择打电话通知

......两人经过各自身份确认后才会进行下面的秘密交谈.  TCP 的三路握手连接也是这样的....

三路握手

 以下为三路握手的整个过程：

 1.服务器必须准备好接受外来连接。通常调用的是socket,bind和listen这三个函数来完成。我们称之为被动打开（passive open）.完成服务器将监听端口状态为：listen

 2.客户端通过connect 发起主动打开（active open)向指定地址服务端发送一个 SYN分节，和初始化序列号

 3.服务器必须确认（ACK）客户端的SYN，同时自己也要发送一个SYN分节。

 4.客户端必须确认服务器的SYN

 这样交换至少三个分组，因此称之为TCP三路握手

在此过程中，客户端和服务端都会开启一个端口进行消息传送，同时它们的端口状态也在放生不同状态转换

客户端口转换过程

     客户端:   closed-----发送SYN---->SYN_SENT----接受到SYN ACK-->ESTABLISHED----发送ACK--->

服务端口转换过程

    服务端:    listen -----接收到SYN---->SYN_RCVD---发送SYN ACK--->SYN_RCVD----------接受ACK---->ESTABLISHED

 有开始就有结束,既然有了连接就一定有关闭连接。TCP 连接的终结者---四路握手

四路握手

TCP 建立连接需要3个分节，终止一个连接则需要4个分节

 以下为四路握手的整个过程：

  1.应用进程调用了close函数.我们称该端执行了“主动关闭”(无论客户端和服务端，调用close函数就是主动关闭，提出主动关闭的一端是需要付出代价的,等待2个MSL时间).该端发送一个FIN分节表示数据发送完毕.

  2.接受到FIN的对端执行“被动关闭”,这个FIN是由TCP确认,FIN的接受也作为一个文件接受符传递给接受端应用进程，意味着接受端应用进程在相应连接上再无数据可接受

  3.一段时间后，接受到这个文件结束符的应用进行将调用close关闭它的套接字，这导致它的TCP也发送一个FIN

  4.最后接受这个最终FIN的原发送端TCP（执行主动关闭那一端）确认这个FIN。

  引自Unix网络编程图片如下：

   

 .....................理想很丰满，但现实很骨感.....................

我用wireshark 进行了多次测试........显示内容大概如下:

简单分析下： 9339端口向 61544发送 FIN ACK  序列号  73

                      61544 端口 响应 9339端口 ACK （为什么这么确定？ ACK：74= Seq:73 +1）

                      61544 端口 同样向9339端口 发送 FIN ACK

             最后   9339端口 响应 ACK 給61544

怎么会是这样子的?我不敢说出“Unix网络编程”的作者写错了，我也在质疑是否平台环境造成的这种现象，这也是我的疑问，求高手解答

我测试的环境是window 和Linux ................................

其实网上通过wireshark抓包 都是这个样子，但没有找到确切解释（不管怎么说原理是一样的）

将上图简单调整下------window,Linux下的四路握手状态图:

到此结束TCP的三路，四路握手就是这些,下面对上述内容作一简单总结

总结一：TCP层标识 

 TCP有个FLAGS字段，这个字段有以下几个常用标识：

     SYN(synchronous建立联机) 

     ACK(acknowledgement 确认)

     PSH(push传送) 

     FIN(finish结束)

     RST(reset重置) 

     URG(urgent紧急)

     ACK (Acknowledge number 确认号码)

  （但远非这几个，其他的不常用）

总结二：端口状态

TCP 的端口连接状态

1.LISTENING状态  :服务端口启动后处于的状态

2.ESTABLISHED状态:服务端与客户端建立连接成功的状态.表示两台机器可以通信

3.CLOSE_WAIT:对方主动关闭连接或者网络异常导致连接中断,此时我方要调用close来使连接正确关闭

4.TIME_WAIT:调用close方法，并成功收到对方确认后变为TIME_WAIT，测试端口资源不会立即释放

5.SYN_SENT:请求连接时客户端首先要发送同步信号给要访问的机器，此时状态为SYN_SENT，如果连接成功了就变为ESTABLISHED，正常情况下SYN_SENT状态非常短暂

6.SYN_RCVD:当服务器收到客户端发送的同步信号时，将标志位ACK和SYN置1发送给客户端，此时服务器端处于SYN_RCVD状态，如果连接成功了就变为ESTABLISHED，正常情况下SYN_RCVD状态非常短暂

总结三：TCP状态转换图：