Http協定-TCP三向交握、四次揮手
HTTP關于TCP連接配接的常用術語
- SYN：synchronous建立聯機
- ACK：acknowledgement 确認
- PSH：push傳送
- FIN：finish結束
- RST：reset重置
- URG：urgent緊急
- Sequence number：順序号碼
- Acknowledge number：确認号碼
HTTP連接配接過程圖
整個連接配接過程分為三個部分：1、連接配接建立 2、資料傳輸 3、連接配接關閉
建立連接配接–三次握手
第一次握手：主機A發送位碼為syn＝1,随機産生seq number的資料包到伺服器，主機B由SYN=1知道，A要求建立聯機；
第二次握手：主機B收到請求後要确認聯機資訊，向A發送ack number=(主機A的seq+1),syn=1,ack=1,随機産生seq的包；
第三次握手：主機A收到後檢查ack number是否正确，即第一次發送的seq number+1,以及位碼ack是否為1，若正确，主機A會再發送ack number=(主機B的seq+1),ack=1，主機B收到後确認seq值與ack=1則連接配接建立成功。
資料傳輸
用戶端和服務端建立連接配接（握手成功）後，就可以進行資料傳輸。
關閉連接配接–四次揮手
- 用戶端程序發出連接配接釋放封包，并且停止發送資料。釋放資料封包首部，FIN=1，其序列号為seq=u（等于前面已經傳送過來的資料的最後一個位元組的序号加1），此時，用戶端進入FIN-WAIT-1（終止等待1）狀态。 TCP規定，FIN封包段即使不攜帶資料，也要消耗一個序号。
- 伺服器收到連接配接釋放封包，發出确認封包，ACK=1，ack=u+1，并且帶上自己的序列号seq=v，此時，服務端就進入了CLOSE-WAIT（關閉等待）狀态。TCP伺服器通知高層的應用程序，用戶端向伺服器的方向就釋放了，這時候處于半關閉狀态，即用戶端已經沒有資料要發送了，但是伺服器若發送資料，用戶端依然要接受。這個狀态還要持續一段時間，也就是整個CLOSE-WAIT狀态持續的時間。
- 用戶端收到伺服器的确認請求後，此時，用戶端就進入FIN-WAIT-2（終止等待2）狀态，等待伺服器發送連接配接釋放封包（在這之前還需要接受伺服器發送的最後的資料）。
- 伺服器将最後的資料發送完畢後，就向用戶端發送連接配接釋放封包，FIN=1，ack=u+1，由于在半關閉狀态，伺服器很可能又發送了一些資料，假定此時的序列号為seq=w，此時，伺服器就進入了LAST-ACK（最後确認）狀态，等待用戶端的确認。
- 用戶端收到伺服器的連接配接釋放封包後，必須發出确認，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此時，用戶端就進入了TIME-WAIT（時間等待）狀态。注意此時TCP連接配接還沒有釋放，必須經過2∗∗MSL（最長封包段壽命）的時間後，當用戶端撤銷相應的TCB後，才進入CLOSED狀态。
- 伺服器隻要收到了用戶端發出的确認，立即進入CLOSED狀态。同樣，撤銷TCB後，就結束了這次的TCP連接配接。可以看到，伺服器結束TCP連接配接的時間要比用戶端早一些
Q&A
【問題1】為什麼連接配接的時候是三次握手，關閉的時候卻是四次握手？
答：因為當Server端收到Client端的SYN連接配接請求封包後，可以直接發送SYN+ACK封包。其中ACK封包是用來應答的，SYN封包是用來同步的。但是關閉連接配接時，當Server端收到FIN封包時，很可能并不會立即關閉SOCKET，是以隻能先回複一個ACK封包，告訴Client端，“你發的FIN封包我收到了”。隻有等到我Server端所有的封包都發送完了，我才能發送FIN封包，是以不能一起發送。故需要四步握手。
【問題2】為什麼TIME_WAIT狀态需要經過2MSL(最大封包段生存時間)才能傳回到CLOSE狀态？
答：雖然按道理，四個封包都發送完畢，我們可以直接進入CLOSE狀态了，但是我們必須假象網絡是不可靠的，有可以最後一個ACK丢失。是以TIME_WAIT狀态就是用來重發可能丢失的ACK封包。在Client發送出最後的ACK回複，但該ACK可能丢失。Server如果沒有收到ACK，将不斷重複發送FIN片段。是以Client不能立即關閉，它必須确認Server接收到了該ACK。Client會在發送出ACK之後進入到TIME_WAIT狀态。Client會設定一個計時器，等待2MSL的時間。如果在該時間内再次收到FIN，那麼Client會重發ACK并再次等待2MSL。所謂的2MSL是兩倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一個片段在網絡中最大的存活時間，2MSL就是一個發送和一個回複所需的最大時間。如果直到2MSL，Client都沒有再次收到FIN，那麼Client推斷ACK已經被成功接收，則結束TCP連接配接。
【問題3】為什麼不能用兩次握手進行連接配接？
答：3次握手完成兩個重要的功能，既要雙方做好發送資料的準備工作(雙方都知道彼此已準備好)，也要允許雙方就初始序列号進行協商，這個序列号在握手過程中被發送和确認。
現在把三次握手改成僅需要兩次握手，死鎖是可能發生的。作為例子，考慮計算機S和C之間的通信，假定C給S發送一個連接配接請求分組，S收到了這個分組，并發 送了确認應答分組。按照兩次握手的協定，S認為連接配接已經成功地建立了，可以開始發送資料分組。可是，C在S的應答分組在傳輸中被丢失的情況下，将不知道S 是否已準備好，不知道S建立什麼樣的序列号，C甚至懷疑S是否收到自己的連接配接請求分組。在這種情況下，C認為連接配接還未建立成功，将忽略S發來的任何資料分 組，隻等待連接配接确認應答分組。而S在發出的分組逾時後，重複發送同樣的分組。這樣就形成了死鎖。
【問題4】如果已經建立了連接配接，但是用戶端突然出現故障了怎麼辦？
TCP還設有一個保活計時器，顯然，用戶端如果出現故障，伺服器不能一直等下去，白白浪費資源。伺服器每收到一次用戶端的請求後都會重新複位這個計時器，時間通常是設定為2小時，若兩小時還沒有收到用戶端的任何資料，伺服器就會發送一個探測封包段，以後每隔75秒鐘發送一次。若一連發送10個探測封包仍然沒反應，伺服器就認為用戶端出了故障，接着就關閉連接配接。