上周有敌人去了字节面试,问到了TCP三次握手的问题,过后答复的不是很好,对于三次握手的发送的报文信息都不太熟,本文次要做一下总结和记录。

TCP全称为Transmission Control Protocol(传输控制协议),是一种面向连贯的、牢靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP也是全双工通信协议,示意客户端能够给服务端发送音讯,服务端也能够向客户端发送音讯。

报文

TCP处于ISO七层模型的传输层,传输层的单位是报文,报文信息如下:

Source port 和 Destination port

其中Source portDestination port别离代表发送端口接管端口。两个不同机器上的过程通信,须要通过端口和IP协定中的IP标识惟一的过程。

Sequence number 和 Acknowledgment number

Sequence number示意序列号,示意要发送数据的起始号,在上面的三次握手应用seq示意,Acknowledgment number示意确认号,返回确认号,示意音讯曾经接管,返回下次要发送的起始号。在上面的三次握手应用ackNum标识。

TCP flag

TCP flag示意TCP标记位,次要介绍两个ACKSYN

  • SYN同步序号,用于建设连贯过程。
  • ACK确认序号标识,标识示意发送信息已确认接管。

Windows Size

TCP应用滑动窗口来实现流量管制,依据窗口大小,确认要发送数据包的个数。

TCP 三次握手

TCP三次握手,是指建设一个TCP连贯时,须要客户端和服务器总共发送3个包。三次握手的目标是连贯服务指定端口,建设 TCP 连贯,并确认连贯单方的序列号确认号,确认TCP窗口大小信息。

三次握手详解:

  • 第一次握手 SYN=1,seq=x

    • 客户端发送一个TCPSYN标记位为1的包,指定客户端连贯的服务器端口,初始序列号seqx。发送结束之后客户端进入SYN_SEND
  • 第二次握手 SYN=1,ACK=1,seq=y,ACKnum=x+1

    • 服务器发回确认包ACK应答。即SYN标记位和ACK标记位均为1。服务器端发送序列号seqy,同时将确认序号ackNum设置为客户端的序列号seq+1ackNum示意要下次要发送数据包序列号的起始值。发送结束后,服务端进入SYN_SEND状态。
  • 第三次握手 ACK=1,ACKnum=y+1

    • 客户端再次发送确认包ACK,ACK 标记位为1,并且把服务器发来的ackNum作为起始序号seq发送给服务端,确认号ackNum为服务端发送的序列号+1也就是y+1,放在确认字段中发送给对方,
    • 发送结束后,客户端进入ESTABLISHED状态,当服务器端接管到这个包时,也进入ESTABLISHED状态,开始数据传输。

wireshake 抓包

为了更好了解三次握手,应用wireshakej进行抓包。首先申请拜访链接,TCP三次握手对应上面编号576364:

  • 第一步:192.168.5.150 ----> 47.98.202.133 [SYN] seq=0
  • 第二步:47.98.202.133 ----> 192.168.5.150 [SYN ACK] seq=0 ack=1
  • 第三步:192.168.3.150 ----> 47.98.202.133 [ACK] seq=1 ack=1

记忆口诀

那么在面试的时候应该如何记忆三次握手的流程?三次握手是为了建设连贯,其中次要是为了确认客户端和服务端的序列号seq,那么确认序列号就须要接管方返回序列号,来确保本人发送的序列号能胜利发送。

  • 第一次握手和第二次握手确保客户端的序列号,所以第一次发送seq,第二次返回ack,当接管到返回信息,表明确认了客户端序列号。第一次和第二次都是建设连贯过程,所以都带有SYN标记位。而第二次返回号,所以第二次带ACK标记位。
  • 第一次发送了序号seqx,返回确认号ackNumx+1,因为发送耗费了一个序号,所以ackNum要加1
  • 第二次握手和第三次握手是为了确保服务端的序列号,服务端发送序列号seq,客户端返回确认号ackNum,值为seq+1。第二次握手要发送序号和返回上一次的握手的确认号,所以第二次握手带有SYNACK标记位。并且要发送序列号seq和确认号ackNum。第三次握手是确认服务端发送序列号,所以带有标记位ACK,返回确认号ackNum

为啥 TCP 须要三次握手,不是两次,四次

TCP三次握手是为了确认单方的序列号,这就像一个发送—应答机制,客户端发序列号,服务端返回确认号,此时确认了客户端的序列号。如果是两次握手,只能确认客户端的序列号,无奈确认服务端的序列号。三次握手是确认两个序列号最小的连贯次数。四次也能够,然而没有必要,须要缩小握手的次数,放慢连贯速度。

总结

  • 本文先介绍了报文头信息,三次握手次要用到了:

    • 序列号seq,确认号ackNum
    • TCP标记位,SYN同步序号,示意建设连贯过程。ACK确认序号标识,标识示意发送信息已确认接管
  • 三次握手详解:

    • 第一次握手,客户端发送带有SYN标记位的包,带有初始化序列号x,发送结束客户端进入SYN_SEND状态。
    • 第二次握手,服务端返回应答标记位ACK,并返回确认号ackNumx+1,x+1示意发送耗费了一个序列号。返回了确认号示意确认了客户端序列号。服务端也要发送序列号y,所以也要带有SYN的标记位。
    • 第三次握手客户端发送确认包ackNumy+1,所以带确认序号标记ACK。建设连贯,发送序号x+1,开始传输数据。

参考

TCP协定