在Linux中，三次握手和四次揮手的過程是什麼？

黄嘉波發表於2024-03-15
Linux

在Linux中，TCP/IP協議棧透過三次握手和四次揮手過程來實現TCP連線的建立和斷開。這兩個過程確保了資料在傳輸過程中的可靠性和有效性。

三次握手

三次握手是TCP協議建立連線時，客戶端和伺服器之間相互傳送和確認SYN（同步）報文的過程，以確保雙方之間的連線是可靠和穩定的。以下是三次握手的詳細過程：

  1. 客戶端傳送SYN報文：
    • 客戶端向伺服器傳送一個SYN報文，其中包含客戶端的初始序列號（通常是一個隨機數）。這個SYN報文請求伺服器建立連線。
  2. 伺服器傳送SYN+ACK報文：
    • 伺服器收到SYN報文後，會向客戶端回覆一個SYN+ACK報文。這個報文包含伺服器的初始序列號，以及對客戶端初始序列號的確認（ACK）。這個ACK是客戶端傳送的SYN報文的序列號加1，表示伺服器已經收到了客戶端的SYN報文。
  3. 客戶端傳送ACK報文：
    • 客戶端收到伺服器的SYN+ACK報文後，會向伺服器傳送一個ACK報文，這個報文包含對伺服器初始序列號的確認。這個ACK是伺服器傳送的SYN報文的序列號加1，表示客戶端已經收到了伺服器的SYN報文。

至此，三次握手完成，客戶端和伺服器之間建立了TCP連線，雙方可以開始傳輸資料。

四次揮手

四次揮手是TCP協議斷開連線時，客戶端和伺服器之間相互傳送和確認FIN（結束）報文的過程，以確保雙方都能正確地釋放連線資源。以下是四次揮手的詳細過程：

  1. 客戶端傳送FIN報文：
    • 當客戶端完成資料傳輸後，會向伺服器傳送一個FIN報文，表示客戶端已經沒有要傳送的資料了，請求關閉連線。
  2. 伺服器傳送ACK報文：
    • 伺服器收到客戶端的FIN報文後，會向客戶端傳送一個ACK報文，表示已經收到了客戶端的關閉請求。此時，伺服器可能還有資料要傳送，所以連線並未完全關閉。
  3. 伺服器傳送FIN報文：
    • 當伺服器完成資料傳輸後，會向客戶端傳送一個FIN報文，表示伺服器也已經沒有要傳送的資料了，請求關閉連線。
  4. 客戶端傳送ACK報文：
    • 客戶端收到伺服器的FIN報文後，會向伺服器傳送一個ACK報文，表示已經收到了伺服器的關閉請求，並確認關閉連線。此時，TCP連線完全關閉。

透過這四次揮手過程，客戶端和伺服器能夠安全、有序地斷開TCP連線，並釋放相關的系統資源。

綜上所述，需要注意的是，雖然這裡描述的是客戶端主動發起斷開連線的情況，但在實際網路中，也有可能是伺服器主動發起斷開連線。無論是哪種情況，四次揮手的流程都是類似的。在Linux系統中，這些TCP連線建立和斷開的流程是由核心中的TCP/IP協議棧來處理的。應用程式透過系統呼叫（如socket、connect、send、recv等）來與TCP/IP協議棧互動，從而實現網路通訊。

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