1、基础

1.1 概述-网络编程原型

网络编程的基本模式就是Client-Server模型，两个进程进行通信，由服务端提供位置信息，包括绑定的ip地址和监听端口，客户端通过链接操作向服务端监听的地址发起连接请求，通过三次握手建立连接，如果连接成功，双方就可以通过网络套接字（sockt）进行通信

1.2 TCP报文格式

TCP/IP协议的详细信息参看《TCP/IP协议详解》三卷本。下面是TCP报文格式图：

图1-tcp报文格式

      上图中有几个字段需要重点介绍下：

        （1）序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。

        （2）确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。

        （3）标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：

                （A）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。

                （B）ACK：确认序号有效。

                （C）PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。

                （D）RST：重置连接。

                （E）SYN：发起一个新连接。

                （F）FIN：释放一个连接。

2-三次连接原理

2.1 原理

2.1 三次握手

第一次握手：主机A发送位码为syn＝1，随机产生seq number=1234567的数据包到服务器，主机B由SYN=1知道，A要求建立联机；

 第二次握手：主机B收到请求后要确认联机信息，向A发送ack number=(主机A的seq+1)，syn=1，ack=1，随机产生seq=7654321的包；

 第三次握手：主机A收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1，以及位码ack是否为1，若正确，主机A会再发送ack number=(主机B的seq+1)，ack=1，主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。

 完成三次握手，主机A与主机B开始传送数据。

2.2 为什么是三次？

本质：信道不可靠, 但是通信双发需要就某个问题达成一致. 而要解决这个问题, 无论你在消息中包含什么信息, 三次通信是理论上的最小值.

举例：client发送的syn消息出现延迟，而已经有新的syn到达

4-四次挥手原理

4.1 原理

4.1 四次挥手示意图

1、当主机A确认发送完数据且知道B已经接受完了，想要关闭发送数据口（当然确认信号还是可以发），就会发FIN给主机B。

2、主机B收到A发送的FIN，表示收到了，就会发送ACK回复。

3、但这是B可能还在发送数据，没有想要关闭数据口的意思，所以FIN与ACK不是同时发送的，而是等到B数据发送完了，才会发送FIN给主机A。

4、A收到B发来的FIN，知道B的数据也发送完了，回复ACK， A等待2MSL以后，没有收到B传来的任何消息，知道B已经收到自己的ACK了，A就关闭链接，B也关闭链接了。

A为什么等待2MSL，从TIME_WAIT到CLOSE？

 在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum

Segment

Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，则结束TCP连接。

4.2为什么是四次？

这是因为服务端在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时，当收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，己方也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即close，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送。

5、一个段子收尾

三次握手：

A:“喂，你听得到吗？”A->SYN_SEND

B:“我听得到呀，你听得到我吗？”应答与请求同时发出 B->SYN_RCVD | A->ESTABLISHED

A:“我能听到你，今天balabala……”B->ESTABLISHED

四次挥手：

A:“喂，我不说了。”A->FIN_WAIT1

B:“我知道了。等下，上一句还没说完。Balabala…..”B->CLOSE_WAIT | A->FIN_WAIT2

B:”好了，说完了，我也不说了。”B->LAST_ACK

A:”我知道了。”A->TIME_WAIT | B->CLOSED

A等待2MSL,保证B收到了消息,否则重说一次”我知道了”,A->CLOSED