前端网络基础（2）

前端开发
2020年03月06日
690

TCP

TCP：传输控制协议（Transmission Control Protocol）

特点：面向连接（收/发数据前，必须要建立可靠的连接），而建立连接的基础就是三次握手。

应用场景：在数据必须准确无误地收发的场景（如：HTTP请求、FTP文件传输、邮件收发…）

TCP/IP

TCP/IP协议组：提供点对点的连接机制，制定了数据封装、定址、传输、路由、数据接收的标准。

UDP

UDP：用户数据报协议（User Data Protocol）

特点：面向无连接（不可靠的协议，无状态的传输机制），无连接信息发送机制。

应用场景：无需确定通讯质量且要求速度快、无需确保信息完整（如：消息收发、语音通话、直播…）

优点：安全、快速、漏洞少（也能被攻击：UPD flood攻击）

缺点：不可靠、不稳定、容易丢包

只要双方的地址和端口号确定，就可以直接发送信息报文，但不保证一定收到或收到完整的数据。

TCP/IP三次握手

名词解释

标志位：数据包

  • SYN：Synchronize Sequence Number（同步序列编号）
  • ACK：Acknowledgement（确认字符）

状态：

  • LISTEN：监听TCP端口的连接请求（等待请求状态）
  • SYN-SENT：发送连接请求后等待匹配的连接请求（SYN已发送状态）
  • SYN-RECEIVED：在收到和发送一个连接请求后等待对方确认连接请求（等待确认状态）
  • ESTABLISHED：代表一个打开的连接，数据可以传输给用户（连接已完成状态）

过程

  1. 服务器处于侦听连接请求状态（LISTEN）；
  2. 客户端发送SYN J包给服务器，客户端进入SYN-SENT状态；
  3. 服务器发送SYN K包和确认包ACK J + 1给客户端，服务器进入SYN-RECEIVED状态；
  4. 客户端发送确认包ACK K + 1给服务器，此时客户端进入ESTABLISHED状态 ；
  5. 服务器接收到客户端发送过来的确认包，进入ESTABLISHED状态。

图解

2-1三次握手.jpg

TCP/IP四次挥手

名词解释

  • FIN：finish（关闭连接）

状态：

  • FIN-WAIT-1：等待远程TCP连接中断请求
  • FIN-WAIT-2：等待远程TCP的连接中断请求
  • CLOSE-WAIT：等待从客户端发来的连接中断请求
  • LAST-ACK：等待原来发向远程TCP的连接中断请求的确认
  • TIME-WAIT：等待足够时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认
  • CLOSED：连接已关闭

过程

  1. 客户端发送连接关闭报文（此时已经停止发送数据）（第一次挥手）
    1. 报文首部：FIN = 1、序列号seq = u
    2. 此时，客户端进入中断等待1状态（FIN-WAIT-1）
  2. 服务器收到连接关闭报文，并发送确认报文（表示已经接收到了中断的请求）（第二次挥手）
    1. 报文首部：ACK = 1、序列号seq = v、ack = u + 1（确认FIN包）
    2. 此时，服务器进入关闭等待状态（CLOSE-WAIT）
    3. 说明：连接半关闭状态，客户端无法再请求数据，但服务器如果还有数据要发送，客户端依然需要接收
  3. 客户端收到服务器的确认请求，客户端进入中断等待2状态（FIN-WAIT-2）
    1. 服务器在这期间需要确认客户端所需的数据是否已经发送完毕，如没有则继续发送
  4. 服务器确认数据已经发送完毕后，向客户端发送连接关闭报文（第三次挥手）
    1. 报文首部：FIN = 1、ACK = 1、序列号seq = w、ack = u + 1（确认上一次数据包）
    2. 此时，服务器进入最后确认状态（LAST-ACK）
  5. 客户端收到服务器的连接关闭报文后，发出确认报文（第四次挥手）
    1. 报文首部：ACK = 1、序列号seq = u + 1、ack = w + 1（确认上一次数据包）
    2. 此时，客户端进入时间等待状态（TIME-WAIT），等待2MSL
  6. 服务器接收到客户端发出的确认，立即进入TCP关闭状态（CLOSED）,TCP连接结束
    1. TCP关闭，服务器要比客户端早一些

TIME-WAIT时长：2MSL（MSL：Maximum Segment Lifetime，最大报文生存时间）

MSL的值根据不同的情况而不同，一般是30秒、1分钟、2分钟。

等待2MSL的目的：保证客户端发送的最后一次确认报文能够发送到服务器，一旦报文丢失，服务器会认为是最后一次发送的FIN + ACK包（第三次挥手）没有被客户端接收到。此时，服务器会重新发送一次（再进行一次第三次挥手），而客户端可以在2MSL的TIME-WAIT时间内收到后重新进行第四次挥手，并重启2MSL计时器。

图解

2-2四次挥手.jpg

为什么是四次挥手

第一次挥手的时候，发送了FIN包，服务器接收到以后，表示客户端不会再发送数据了，但还能接收数据。这时服务器先向客户端发送确认包，并且确认自己是否还有数据没有发送给客户端，这个确认阶段是CLOSE-WAIT，所以在中断等待2（FIN-WAIT-2）和CLOSE-WAIT的开始和结束需要各发送一个包，状态开始时向客户端发送的包是确认收到来自客户端的FIN包，状态结束时向客户端发送的是确认数据已经完整发送，所以是四次挥手。

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