3次握手+4次挥手+11种状态集
- 2019 年 12 月 13 日
- 筆記
2
TCP的介绍
TCP也叫传输控制协议（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。
3
TCP的特点
1
面向连接
✦ TCP通信需要经过创建连接、数据传送、终止连接三个步骤。
✦ 在通信开始之前，先建立相关的链接，才能发送数据，类似于生活中，"打电话"。
✦ 完成数据交换后，双方必须断开此连接，以释放系统资源。
✦ 这种连接是一对一的，因此TCP不适用于广播的应用程序，基于广播的应用程序请使用UDP协议。
可靠传输
✦ TCP发送的每个报文段都必须得到接收方的应答才认为这个TCP报文段传输成功
✦ 发送端发出一个报文段之后就启动定时器，如果在定时时间内没有收到应答就重新发送这个报文段。
✦ TCP为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。
✦ TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误，在发送和接收时都要计算校验和。
4
TCP通信模型
TCP通信模型中，在通信开始之前，一定要先建立相关的链接，才能发送数据，类似于生活中，"打电话"
5
TCP客户端构建流程
比如一个人想打10086求助人工服务。 tcp的客户端要比服务器端简单很多，客户端只需要找一个电话亭，拿起电话拨打即可。
示例代码：
from socket import * # 创建socket tcp_client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) # 目的信息 server_ip = input("请输入服务器ip:") server_port = int(input("请输入服务器port:")) # 链接服务器 tcp_client_socket.connect((server_ip, server_port)) # 提示用户输入数据 send_data = input("请输入要发送的数据：") tcp_client_socket.send(send_data.encode("gbk")) # 接收对方发送过来的数据，最大接收1024个字节 recvData = tcp_client_socket.recv(1024) print('接收到的数据为:', recvData.decode('gbk')) # 关闭套接字 tcp_client_socket.close()
6
TCP服务端构建流程
在程序中，要完成一个tcp服务器的功能，需要的流程如下：
- socket创建一个套接字；
- bind绑定ip和port；
- listen使套接字变为可以被动套接字；
- accept取出一个客户端连接 用以服务；
- recv/send接收发送数据；
示例代码：
from socket import * # 创建socket tcp_server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) # 本地信息 address = ('', 7788) # 绑定 tcp_server_socket.bind(address) # 使用socket创建的套接字 tcp_server_socket.listen(128) # 如果有新的客户端来链接服务器，那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务 client_socket, clientAddr = tcp_server_socket.accept() # 接收对方发送过来的数据 recv_data = client_socket.recv(1024) print('接收到的数据为:', recv_data.decode('gbk')) # 发送一些数据到客户端 client_socket.send("thank you !".encode('gbk')) # 关闭为这个客户端服务的套接字 client_socket.close()
7
TCP的3次握手
SYN
请求建立连接字段：1表示与对方要进行网络连接建立 ，0 表示默认没有连接建立请求。
ACK
确认控制字段：1表示上一次发送的数据对方接收了，0 表示没有接收到上次发送的数据信息。
seq
随机序列号。
8
TCP的4次挥手
FIN
请求断开连接字段：1表示与对方断开网络连接，0 表示默认没有断开连接请求。
ack
随机序号回复（ack=seq+1）。
ctl
控制字段号。
9
TCP的11种状态集
|
TCP十一种状态转移总结 |
|||
|---|---|---|---|
|
出现方式 |
出现环境 |
状态名称 |
状态描述 |
|
TCP建立过程 |
服务端/客户端 |
CLOSED |
默认初始化状态 |
|
服务端 |
LISTEN |
建立socket，进入监听状态 |
|
|
客户端 |
SYN_SENT |
发送syn报文，进入syn发送状态 |
|
|
服务端 |
SYN_RCVD |
接受syn报文，并回复ack及syn报文 |
|
|
服务端/客户端 |
ESTABLISHED |
接受syn报文，回复ack建立连接（客户端）接受ack报文，建立连接（服务端） |
|
|
TCP断开过程 |
服务端/客户端 |
ESTABLISHED |
默认断开前初始化状态 |
|
客户端 |
FIN_WAIT1 |
发送断开请求FIN报文 |
|
|
服务端 |
CLOSE_WAIT |
收到FIN后向客户端发送ACK |
|
|
客户端 |
FIN_WAIT2 |
收到服务端返回的ACK报文，等待数据传输。 |
|
|
服务端 |
LAST_ACK |
发送FIN断开请求报文 |
|
|
客户端 |
TIME_WAIT |
回复FIN断开请求，发送ack报文 |
|
|
服务端/客户端 |
CLOSED |
收到ack报文立即转换为断开状态，等待2MSL后，转变为断开状态 |
|
|
客户端 |
CLOSEING |
没有收到回复FIN报文的ACK，直接收到FIN |
|
10
tcp/ip协议簇
- 为了把全世界的所有不同类型的计算机都连接起来，就必须规定一套全球通用的协议，为了实现互联网这个目标，互联网协议族（Internet Protocol Suite）就是通用协议标准。
- 互联网协议包含了上百种，最重要的是TCP和IP协议，所以，互联网的协议简称TCP/IP协议(族)
TCP/IP协议簇之间的关系
TCP/IP协议传输示意图
