建立TCP連接：三次握手

接，通信雙方必須用彼此的初始化序列號seq和來自對方成功傳輸確認(rèn)的應(yīng)答號ack來同步。(ack號致命希望收到的下一個(gè)八位組的編號)習(xí)慣上將同步信號寫為SYN，應(yīng)答信號為ACK。整個(gè)同步的過程稱為三次握手。

1)主機(jī)A發(fā)送SYN給主機(jī)B：我的序列號seq是X。

2)主機(jī)B發(fā)送SYN、ACK給主機(jī)A：我的序列號seq是X+1，應(yīng)答號是X+1(等待接收第X+1號八位組)。

3)主機(jī)B發(fā)送SYN、ACK給主機(jī)B：我的序列號seq是X+1，應(yīng)答號是Y+1.

通過以上3個(gè)步驟(三次握手)，TCP連接連接建立，開始傳輸數(shù)據(jù)。任何機(jī)器上的TCP都能被動(dòng)地等待握手或主動(dòng)地發(fā)起握手。一旦連接建立，數(shù)據(jù)可以對等地雙向流動(dòng)。

如果TCP使用1作為每次建立連接的初始化序列號，當(dāng)本地系統(tǒng)重啟后，遠(yuǎn)程系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為以前的連接依然存在。所以每次連接時(shí)，主機(jī)都會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)初始化序列號，用它來辨別所傳輸?shù)陌宋唤M在數(shù)據(jù)流中的位置。然后雙方要對各自的序列號進(jìn)行協(xié)商，因?yàn)榻邮帐盏降谝粋€(gè)SYN時(shí)，他并不知道這是否一個(gè)被延遲的舊信號。所以它必須要求發(fā)送驗(yàn)證這個(gè)SYN。

一般情況下，TCP使用最少信息的報(bào)文段來實(shí)現(xiàn)三次握手，這對減少網(wǎng)絡(luò)通信流量是有效的?？傊?，三次握手使通信雙方做好了傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，并且使通信通信雙方統(tǒng)一了初始化序列號。

關(guān)閉TCP連接：改進(jìn)的三次握手

對于一個(gè)已經(jīng)建立的連接，TCP使用改進(jìn)的三次握手來結(jié)束通話(使用一個(gè)帶有FIN附加標(biāo)記的報(bào)文段)。

1)當(dāng)主機(jī)A的應(yīng)用程序通知TCP數(shù)據(jù)已經(jīng)完畢時(shí)，TCP向主機(jī)B發(fā)送一個(gè)帶有FIN附加標(biāo)記的報(bào)文段(FIN理解為

finish)。

2)主機(jī)B收到這個(gè)FIN報(bào)文段之后，并不立即用FIN報(bào)文段回復(fù)主機(jī)A，而是向主機(jī)A發(fā)送一個(gè)確認(rèn)ACK，同時(shí)

同時(shí)通知自己相應(yīng)的應(yīng)用程序：對方要求關(guān)閉連接(先發(fā)送ACK為了防止在這段時(shí)間內(nèi)，對方重傳FIN報(bào)文段)。

3)主機(jī)B的應(yīng)用程序告訴TCP：我要徹底的關(guān)閉的關(guān)閉連接，TCP向主機(jī)A送第二個(gè)FIN報(bào)文段。

4)主機(jī)A收到第二個(gè)FIN報(bào)文段后，向主機(jī)B發(fā)送一個(gè)ACK表示連接徹底關(guān)閉。

TCP的可靠性

TCP是面向流的，即數(shù)據(jù)段被當(dāng)作字節(jié)的序列化進(jìn)行傳輸。

在通過三次握手建立連接時(shí)，序列號被初始化。在傳輸過程中，TCP繼續(xù)使用這個(gè)序列號來標(biāo)記每一個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)段每發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)段，序列號加1.接收站點(diǎn)一句序列號重新組裝縮所收到數(shù)據(jù)段。為什么要依靠序列號來重組數(shù)據(jù)段呢？

例如，在一個(gè)告訴高速鏈路與低速鏈路并存的網(wǎng)絡(luò)上，可能會(huì)出現(xiàn)高速鏈路比低速鏈路上的數(shù)據(jù)段提前到達(dá)的情況，此時(shí)就必須依靠序列號來重組數(shù)據(jù)段，這就是序列號的作用之一。

在傳輸過程中，確認(rèn)號ACK的作用是告訴發(fā)送端那些數(shù)據(jù)包已經(jīng)成功接收，并且確認(rèn)號會(huì)向發(fā)送端指出了接收端希望收到的下一個(gè)數(shù)據(jù)段的序列號，這種機(jī)制稱為預(yù)期確認(rèn)，即確認(rèn)號等于下一個(gè)預(yù)期的位元組。

在 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，存在超時(shí)與重傳兩種現(xiàn)象。如果在傳輸過程中丟失了某個(gè)序列號的數(shù)據(jù)段，導(dǎo)致發(fā)送端在給定時(shí)間間隔內(nèi)得不到那個(gè)數(shù)據(jù)段的應(yīng)答，那么那個(gè)丟失數(shù)據(jù)段就會(huì)被要求重發(fā)。數(shù)據(jù)段會(huì)被保存在發(fā)送端的緩沖區(qū)中，直到發(fā)送端接收到應(yīng)答號，它才會(huì)釋放這個(gè)緩沖區(qū)。這種機(jī)制被稱為肯定確認(rèn)與重新傳輸 (Positive Acknowledgement and Retransimission，PAR)，他是虛脫通信協(xié)議用來確?？尚哦鹊囊环N技術(shù)。

序列號的第二個(gè)作用就是消除網(wǎng)絡(luò)中的重復(fù)包(同步復(fù)制)。例如在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，發(fā)送端遲遲沒有收到接收端某個(gè)數(shù)據(jù)段的ACK包，它可能會(huì)認(rèn)為這個(gè)序列號的數(shù)據(jù)段丟失了，于是它會(huì)重新發(fā)送，這種情況可能會(huì)導(dǎo)致接收端在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后收到兩個(gè)同樣序列號的數(shù)據(jù)段，此時(shí)接收端會(huì)自動(dòng)丟棄第二個(gè)一樣數(shù)據(jù)段。

序列號和應(yīng)答號為TCP提供了一種糾錯(cuò)機(jī)制，提高了TCP的可靠性。