带着问题去学习:
- 三次握手和四次挥手的基本流程是什么?
- 交互过程中对应的报文内容是怎样的?
- 握手和挥手过程中,TCP状态是怎么转换的?
TCP 三次握手分析
三次握手(Three-way Handshake),是指建立一个 TCP 连接时需要客户端和服务器总共发送3个包。三次握手的目的是连接服务器指定端口,建立 TCP 连接,并同步连接双方的序列号和确认号,交换 TCP 窗口大小信息。
三次握手的基本流程如下:
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第一次握手(SYN=1, seq=x)
客户端发送一个 TCP 的 SYN 标志位置1的包,指明客户端打算连接的服务器的端口,以及初始序号 X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。
发送完毕后,客户端进入
SYN_SEND
状态。 -
第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1)
服务器发回确认包(ACK)应答。即 SYN 标志位和 ACK 标志位均为1。服务器端选择自己 ISN 序列号,放到 Seq 域里,同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的 ISN 加1,即X+1。
发送完毕后,服务器端进入
SYN_RCVD
状态。 -
第三次握手(ACK=1, ACKnum=y+1)
客户端再次发送确认包(ACK),SYN 标志位为0,ACK 标志位为1,并且把服务器发来 ACK 的序号字段+1,放在确定字段中发送给对方,并且在数据段放写ISN的+1。
发送完毕后,客户端进入
ESTABLISHED
状态,当服务器端接收到这个包时,也进入ESTABLISHED
状态,TCP 握手结束。
wireshark抓包分析
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实验抓包地址:https://www.baidu.com/
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wireshark过滤规则:http contains "baidu.com",可以看到多条包数据。
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选择其中一个HTTP请求,右击选追踪流 --> TCP流,就可以看到整一个
wireshark报文和TCP报文格式相对应:
第一次握手
客户端向服务器发送连接请求包,标志位SYN(同步序号)为1,序号Seq=0(记为x)。
第二次握手
服务器收到客户端的报文,由SYN=1知道客户端要求建立连接。服务端向客户端发送一个SYN=1和ACK=1的TCP报文,设置序号=0(记为y),将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户端的序号+1,即x+1。
第三次握手
客户端收到服务器发来的包(SYN+ACK)后,需要做以下确认:
- 确认序列号(Acknowledgement Number)是否正确,即客户端第一次发送的序号加1(即x+1)。
- 确认标记位ACK是否为1。
如果正确,客户端会再次发送确认包,ACK=1, SYN=0, Acknowledgement Number=1(y+1=0+1=1),seq=1(x+1)。
就这样通过了TCP三次握手,建立了连接。完整流程串起来就是:
TCP 四次挥手分析
第一次挥手(FIN=1,seq=x)
客户端想要关闭连接,向服务器发送一个FIN=1的包,表示自己已经没有数据可以发送了。
发送完毕,客户端进入FIN_WAIT_1
状态。
第二次挥手(ACK=1, ACKnum=x+1)
服务器确认客户端的FIN包,发送一个确认包,表明自己接收到客户端的关闭连接的请求,但是还没准备好关闭连接。
发送完毕,服务器进入CLOSE_WAIT
状态,客户端接收到这个确认包后,进入FIN_WAIT_2
状态,等待服务器端关闭连接。
第三次挥手(FIN=1,seq=y)
服务器准备好关闭连接时,向客户端发送结束连接的请求,FIN=1.
发送完毕后,服务器进入LAST_ACK
状态,等待来自客户端的最后一个ACK。
第四次挥手(ACK=1,ACKnum=y+1)
客户端接收到来自服务器的关闭请求,发送一个确认包,并进入TIME_WAIT
状态,等待可能出现的要求重传的 ACK 包。
服务器端接收到这个确认包之后,关闭连接,进入 CLOSED
状态。
客户端等待了某个固定时间(两个最大段生命周期,2MSL,2 Maximum Segment Lifetime)之后,没有收到服务器端的 ACK ,认为服务器端已经正常关闭连接,于是自己也关闭连接,进入 CLOSED
状态。
总结
一个http请求的完整周期是:
整个过程,客户端所经历的状态如下:
而服务端所经历的过程如下:
参考资料
感谢各位大佬的资料整理,小弟不才,按照自己的思绪再做整理。
https://blog.csdn.net/whuslei/article/details/6667471
https://hit-alibaba.github.io/interview/basic/network/TCP.html