一 首先我們看下TCP報文頭
說明：
1 源端口號（16位）：標識發(fā)送端端口號
2 目的端口號（16位）：標識目的端口號
3 序列號：表示發(fā)送數(shù)據(jù)的位置，字段長為32位。每發(fā)送一次數(shù)據(jù)，就累加一次該數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)的大小
序列號并非從0開始，而是由發(fā)送端生成一個隨機數(shù)發(fā)送給目標機器，然后再將每轉(zhuǎn)發(fā)過去的字節(jié)數(shù)累加到初始值上表示數(shù)據(jù)的位置。
4 確認應答號：表示下一次應該收到的數(shù)據(jù)的序列號，字段長為32字節(jié)。發(fā)送端收到這個確認應答以后可以認為在這個序號以前的數(shù)據(jù)都已經(jīng)被正常接收。
PS：序號的優(yōu)點如下
（1）保證報文按序到達。
（2）保證可靠性。
（3）保證效率。
（4）精準的報告哪些報文已經(jīng)收到，哪些需要重傳
5 首部長度：該字段長度為4位，單位為4字節(jié)（32位）。TCP首部長度不包括選項的話，是20個字節(jié)，20/4=5，5的二進制序列：0101，報頭長度也叫數(shù)據(jù)偏移，所以該字段可以設(shè)置為5，選項字段最大的是40字節(jié)，所以，TCP首部長度為最大為20+40=60字節(jié)，該字段可以設(shè)置的最大長度為60/4=15。
6 保留：該字段主要是為了以后擴展時使用，其長度為4位。一般設(shè)置為0，即使收到的包在該字段不為0，此包也不會丟棄
7控制位：字段長為6，每一位從左到右分別為：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。當對應的值為1，表示有具體含義。
字段|含義
—|:—
URG|緊急指針是否有效。為1，表示某一位需要被優(yōu)先處理。
ACK|確認號是否有效，一般置為1。
PSH|提示接收端應用程序立即從TCP緩沖區(qū)把數(shù)據(jù)讀走。
RST|對方要求重新建立連接，復位。
SYN|請求建立連接，并在其序列號的字段進行序列號的初始值設(shè)定。建立連接，設(shè)置為1.
FIN|希望斷開連接。
8 窗口大小：接收緩沖區(qū)的大小，TCP不允許發(fā)送超過此處所示大小的數(shù)據(jù)
9 校驗和：發(fā)送端填充，CRC校驗，接收校驗不通過，則認為數(shù)據(jù)有問題。和UDP的區(qū)別是，UDP校驗的是數(shù)據(jù)本身，TCP校驗的不僅包含TCP首部，而且包含TCP數(shù)據(jù)部分。
我們在著重講一下在三次握手和四次揮手中的用到序列號、確認號及標志位。
序列號seq
占4個字節(jié)，用來標記數(shù)據(jù)段的順序，TCP把連接中發(fā)送的所有數(shù)據(jù)字節(jié)都編上一個序號，第一個字節(jié)的編號由本地隨機產(chǎn)生，給字節(jié)編上序號后，就給每一個報文段指派一個序號，序列號seq就是這個報文段中的第一個字節(jié)的數(shù)據(jù)編號。確認號ack
占4個字節(jié)，期待收到對方下一個報文段的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號，序列號表示報文段攜帶數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的編號，而確認號指的是期望接受到下一個字節(jié)的編號，因此擋墻報文段最后一個字節(jié)的編號+1即是確認號。
3. 確認ACK
占1個比特位，僅當ACK=1，確認號字段才有效。ACK=0，確認號無效。
同步SYN
連接建立時用于同步序號。當SYN=1，ACK=0表示：這是一個連接請求報文段。若同意連接，則在響應報文段中使用SYN=1，ACK=1.因此，SYN=1表示這是一個連接請求，或連接接收報文，SYN這個標志位只有在TCP建立連接才會被置為1，握手完成后SYN標志位被置為0.終止FIN
用來釋放一個
6 TCP/IP 三次握手過程：
三次握手的過程
step1:第一次握手
建立連接時，客戶端發(fā)送SYN包到服務器，其中包含客戶端的初始序號seq=x，并進入SYN_SENT狀態(tài)，等待服務器確認。（其中，SYN=1，ACK=0，表示這是一個TCP連接請求數(shù)據(jù)報文；序號seq=x，表明傳輸數(shù)據(jù)時的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號是x）。
step2:第二次握手
服務器收到請求后，必須確認客戶的數(shù)據(jù)包。同時自己也發(fā)送一個SYN包，即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態(tài)。（其中確認報文段中，標識位SYN=1，ACK=1，表示這是一個TCP連接響應數(shù)據(jù)報文，并含服務端的初始序號seq(服務器)=y，以及服務器對客戶端初始序號的確認號ack(服務器)=seq(客戶端)+1=x+1）。
step3:第三次握手
客戶端收到服務器的SYN+ACK包，向服務器發(fā)送一個序列號(seq=x+1)，確認號為ack(客戶端)=y+1，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務器進入ESTAB_LISHED(TCP連接成功)狀態(tài)，完成三次握手。
未連接隊列
在三次握手協(xié)議中，服務器維護一個未連接隊列，該隊列為每個客戶端的SYN包(syn=j)開設(shè)一個條目，該條目表明服務器已收到SYN包，并向客戶發(fā)出確認，正在等待客戶的確認包時，刪除該條目，服務器進入ESTAB_LISHED狀態(tài)
7 斷開連接TCP/IP
step1：第一次揮手
首先，客戶端發(fā)送一個FIN，用來關(guān)閉客戶端到服務器的數(shù)據(jù)傳送，然后等待服務器的確認。其中終止標志位FIN=1，序列號seq=u。
step2：第二次揮手
服務器收到這個FIN，它發(fā)送一個ACK，確認ack為收到的序號加一。
step3：第三次揮手
關(guān)閉服務器到客戶端的連接，發(fā)送一個FIN給客戶端。
step4：第四次揮手
客戶端收到FIN后，并發(fā)回一個ACK報文確認，并將確認序號seq設(shè)置為收到序號加一。首先進行關(guān)閉的一方將執(zhí)行主動關(guān)閉，而另一方執(zhí)行被動關(guān)閉。
客戶端發(fā)送FIN后，進入終止等待狀態(tài)，服務器收到客戶端連接釋放報文段后，就立即給客戶端發(fā)送確認，服務器就進入CLOSE_WAIT狀態(tài)，此時TCP服務器進程就通知高層應用進程，因而從客戶端到服務器的連接就釋放了。此時是“半關(guān)閉狀態(tài)”，即客戶端不可以發(fā)送給服務器，服務器可以發(fā)送給客戶端。
此時，如果服務器沒有數(shù)據(jù)報發(fā)送給客戶端，其應用程序就通知TCP釋放連接，然后發(fā)送給客戶端連接釋放數(shù)據(jù)報，并等待確認。客戶端發(fā)送確認后，進入TIME_WAIT狀態(tài)，但是此時TCP連接還沒有釋放，然后經(jīng)過等待計時器設(shè)置的2MSL后，才進入到CLOSED狀態(tài)。
2.為什么需要2MSL時間？
首先，MSL即Maximum Segment Lifetime，就是最大報文生存時間，是任何報文在網(wǎng)絡(luò)上的存在的最長時間，超過這個時間報文將被丟棄。《TCP/IP詳解》中是這樣描述的：MSL是任何報文段被丟棄前在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的最長時間。RFC 793中規(guī)定MSL為2分鐘，實際應用中常用的是30秒、1分鐘、2分鐘等。
TCP的TIME_WAIT需要等待2MSL，當TCP的一端發(fā)起主動關(guān)閉，三次揮手完成后發(fā)送第四次揮手的ACK包后就進入這個狀態(tài)，等待2MSL時間主要目的是：防止最后一個ACK包對方?jīng)]有收到，那么對方在超時后將重發(fā)第三次握手的FIN包，主動關(guān)閉端接到重發(fā)的FIN包后可以再發(fā)一個ACK應答包。在TIME_WAIT狀態(tài)時兩端的端口不能使用，要等到2MSL時間結(jié)束才可以繼續(xù)使用。當連接處于2MSL等待階段時任何遲到的報文段都將被丟棄。
3.為什么是四次揮手，而不是三次或是五次、六次？
雙方關(guān)閉連接要經(jīng)過雙方都同意。所以，首先是客服端給服務器發(fā)送FIN，要求關(guān)閉連接，服務器收到后會發(fā)送一個ACK進行確認。服務器然后再發(fā)送一個FIN，客戶端發(fā)送ACK確認，并進入TIME_WAIT狀態(tài)。等待2MSL后自動關(guān)閉。
總結(jié)：
（1）為了保證客戶端發(fā)送的最后一個ACK報文段能夠到達服務器。即最后一個確認報文可能丟失，服務器會超時重傳，然后服務器發(fā)送FIN請求關(guān)閉連接，客戶端發(fā)送ACK確認。一個來回是兩個報文生命周期。
如果沒有等待時間，發(fā)送完確認報文段就立即釋放連接的話，服務器就無法重傳，因此也就收不到確認，就無法按步驟進入CLOSED狀態(tài)，即必須收到確認才能close。
（2）防止已經(jīng)失效的連接請求報文出現(xiàn)在連接中。經(jīng)過2MSL，在這個連續(xù)持續(xù)的時間內(nèi)，產(chǎn)生的所有報文段就可以都從網(wǎng)絡(luò)消失。
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