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- 掌握TCP連線過程
- 學會計算seq、ack碼
TCP 協議是HTTP協議的重要基礎，充分理解TCP協議的連線及埠，有助於我們深入理解網路請求和連線。今天就來看圖學習TCP請求的連線、資料傳輸及埠連線。
OSI7層網路模型
OSI是
Open System Interconnection的縮寫，國際標準化組織（ISO）制定了OSI模型，該模型定義了不同計算機互聯的標準，是設計和描述計算機網路通訊的基本框架。
| 參考模型（從上至下） | 各層含義 |
|---|---|
| 應用層 | 為應用程式提供服務，如HTTP、FTP、SMTP、POP3等 |
| 表示層 | 資料格式轉換翻譯、資料加密解密、壓縮解壓縮 |
| 會話層 | 不同機器之間的使用者建立及管理會話 |
| 傳輸層 | 建立管理和維護端到端的連線，TCP、UDP |
| 網路層 | IP地址及路由選擇 |
| 資料鏈路層 | 物理定址，將原始位元流轉化為邏輯傳輸線路 |
| 物理層 | 機械、電子、定時介面通訊通道上上的原始位元流傳輸 |
1. 傳輸層
接受上一次的資料，將資料進行分割，保證資料準確到達對端。
2. TCP
TCP是面向連線的無狀態的協議。為了連線的可靠性，每次連線的建立都需要3次握手。
2.1 建立連線（3次握手）
3次握手的目的：
- 同步連線雙方的序列號和確認號；
- 交換TCP視窗大小資訊。
| 客戶端(狀態） | 建立連線（三次握手） | 服務端（狀態） |
|---|---|---|
CLOSED |
LISTEN |
|
SYN seq=0 ==》 |
||
SYN_SENT |
||
《== SYN ACK ack=1,seq=0 |
||
SYN_RCVD |
||
ACK ack=1,seq=1 ==》 |
||
ESTABLISHED |
ESTABLISHED |
- 第一次握手: 建立連線。客戶端傳送連線請求，傳送SYN報文，隨機生成seq，本例預設為0。然後，客戶端進入
SYN_SEND狀態，等待伺服器的確認。 - 第二次握手: 伺服器收到客戶端的SYN報文段。需要對這個SYN報文段進行確認，傳送ACK報文，將ack設定為1（ack值為對方
seq+1或者seq+L(資料長度L)）。同時，自己還要傳送SYN請求資訊，將seq為0。伺服器端將上述所有資訊一併傳送給客戶端，此時伺服器進入SYN_RECV狀態。 - 第三次握手: 客戶端收到伺服器的ACK和SYN報文後，進行確認，然後將ack設定為1，seq設定為1，向伺服器傳送ACK報文段，這個報文段傳送完畢以後，客戶端和伺服器端都進入
ESTABLISHED狀態，完成TCP三次握手。
2.2 資料傳輸
| 客戶端 | 資料傳輸 | 服務端 |
|---|---|---|
PSH seq=1， ACK ack=1（segmentLen = 99） ==》 |
||
《== PSH seq=1, ACK ack=100 （segmentLen = 119） |
||
ACK ack=120,seq=100 ==》 |
- 客戶端先向伺服器傳送資料，該資料包是長度為99的資料。
- 伺服器收到報文後, 也向客戶端傳送了一個資料進行確認（
ACK），並且返回客戶端要請求的資料，資料的長度為111，將seq設定為1，ack設定為120（1 + 119）。 - 客戶端收到伺服器返回的資料後進行確認（ACK），將seq設定為100， ack設定為112（1 + 111）。
2.3 斷開連結（4次揮手）
| 客戶端(狀態） | 斷開連線 | 服務端（狀態） |
|---|---|---|
FIN ACK ack=120，seq=100 ==》 |
||
FIN_WAIT_1 |
||
《== ACK ack=101,seq=120 |
||
FIN_WAIT_2 |
CLOSE_WAIT |
|
《== ACK ack=101,seq=120 |
||
LAST_ACK |
||
ACK ack=121,seq=101 ==》 |
||
TIME_WAIT |
CLOSE |
- 第一次揮手：客戶端向伺服器傳送一個FIN報文段，將設定seq為100和ack為120，;此時，客戶端進入 FIN_WAIT_1狀態,這表示客戶端沒有資料要傳送伺服器了，請求關閉連線;
- 第二次揮手：伺服器收到了客戶端傳送的FIN報文段，向客戶端回一個ACK報文段，ack設定為101，seq設定為120;伺服器進入了CLOSE_WAIT狀態，客戶端收到伺服器返回的ACK報文後，進入FIN_WAIT_2狀態;
- 第三次揮手：伺服器會觀察自己是否還有資料沒有傳送給客戶端，如果有，先把資料傳送給客戶端，再傳送FIN報文；如果沒有，那麼伺服器直接傳送FIN報文給客戶端。請求關閉連線，同時伺服器進入LAST_ACK狀態;
- 第四次揮手：客戶端收到伺服器傳送的FIN報文段，向伺服器傳送ACK報文段，將seq設定為101，將ack設定為121，然後客戶端進入TIME_WAIT狀態;伺服器收到客戶端的ACK報文段以後，就關閉連線;此時，客戶端等待2MSL後依然沒有收到回覆，則證明Server端已正常關閉，客戶端也可以關閉連線了。
** 計算規則： ** seq 為序列號 ack 為應答碼 seq = 對方上次的ack；（首次傳送時seq為系統隨機生成） ack = 對方的seq+1（無資料傳輸時） 或者 seq+L（報文資料的長度L）