面試題之簡述TCP三次握手

面試題之簡述TCP三次握手

TCP握手協議 在TCP/IP協議中,TCP協議提供可靠的連線服務,採用三次握手建立一個連線。第一次握手:建立連線時,客戶端傳送syn包(syn=j)到伺服器,並進入SYN_SEND狀態,等待伺服器確認; SYN:同步序列編號(Synchronize Sequence Numbers)第二次握手:伺服器收到syn包,必須確認客戶的SYN(ack=j+1),同時自己也傳送一個SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時伺服器進入SYN_RECV狀態; 第三次握手:客戶端收到伺服器的SYN+ACK包,向伺服器傳送確認包ACK(ack=k+1),此包傳送完畢,客戶端和伺服器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手。

面試題之簡述TCP三次握手

下面是TCP報文格式圖:

面試題之簡述TCP三次握手

圖1 TCP報文格式

上圖中有幾個欄位需要重點介紹下:

(1)序號:Seq序號,佔32位,用來標識從TCP源端向目的端傳送的位元組流,發起方傳送資料時對此進行標記。

(2)確認序號:Ack序號,佔32位,只有ACK標誌位為1時,確認序號欄位才有效,Ack=Seq+1。

(3)標誌位:共6個,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具體含義如下:

(A)URG:緊急指標(urgent pointer)有效。

(B)ACK:確認序號有效。

(C)PSH:接收方應該儘快將這個報文交給應用層。

(D)RST:重置連線。

(E)SYN:發起一個新連線。

(F)FIN:釋放一個連線。

需要注意的是:

(A)不要將確認序號Ack與標誌位中的ACK搞混了。

(B)確認方Ack=發起方Req+1,兩端配對

所謂三次握手(Three-Way Handshake)即建立TCP連線,就是指建立一個TCP連線時,需要客戶端和服務端總共傳送3個包以確認連線的建立。在socket程式設計中,這一過程由客戶端執行connect來觸發,整個流程如下圖所示:

面試題之簡述TCP三次握手

Step 1 (SYN) :

第一次握手:Client將標誌位SYN置為1,隨機產生一個值seq=x,並將該資料包傳送給Server,Client進入SYN_SENT狀態,等待Server確認。

Step 2 (SYN + ACK):

二次握手:Server收到資料包後由標誌位SYN=1知道Client請求建立連線,Server將標誌位SYN和ACK都置為1,ack=x+1,隨機產生一個值seq=Y,並將該資料包傳送給Client以確認連線請求,Server進入SYN_RCVD狀態。

Step 3 (ACK) :

第三次握手:Client收到確認後,檢查ack是否為y+1,ACK是否為1,如果正確則將標誌位ACK置為1,ack=x+1,並將該資料包傳送給Server,Server檢查ack是否為x+1,ACK是否為1,如果正確則連線建立成功,Client和Server進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手,隨後Client與Server之間可以開始傳輸資料了。