一、TCP通信介绍

三次握手详细过程

  1.                 TCP A                                                TCP B
  2.   1.  CLOSED                                                   LISTEN
  3.   2.  SYN-SENT    --> <SEQ=100><CTL=SYN>                   --> SYN-RECEIVED
  4.   3.  ESTABLISHED <-- <SEQ=300><ACK=101><CTL=SYN,ACK>      <-- SYN-RECEIVED
  5.   4.  ESTABLISHED --> <SEQ=101><ACK=301><CTL=ACK>       --> ESTABLISHED
  6.   5.  ESTABLISHED --> <SEQ=101><ACK=301><CTL=ACK><DATA> --> ESTABLISHED
  7.           Basic 3-Way Handshake for Connection Synchronization

在上图

  • 第二行中， A 发送了 SEQ 100，标志位是 SYN；
  • 第三行，B 发回了 ACK 101 与 SEQ 300，标志位是 SYN 与 ACK（两个过程合并了）。注意，ACK 是101意味着，B 希望接收到 101序列号开始的数据段。
  • 第四行，A 返回了空的数据，SEQ 101， ACK 301，标志位为 ACK。至此，双方的开始 SEQ （也就是 ISN）号100与300都被确认接收到了。
  • 第五行，开始正式发送数据包，注意的是 ACK 依旧是第四行的301，因为没有需要 ACK 的 SYN 了（第四行已经 ACK 完）。

以上，4 最后这个确认的过程，是可以带上数据的。

  1. The principle reason for the three-way handshake is to prevent old
  2.   duplicate connection initiations from causing confusion.  To deal with
  3.   this, a special control message, reset, has been devised.  If the
  4.   receiving TCP is in a  non-synchronized state (i.e., SYN-SENT,
  5.   SYN-RECEIVED), it returns to LISTEN on receiving an acceptable reset.
  6.   If the TCP is in one of the synchronized states (ESTABLISHED,
  7.   FIN-WAIT-1, FIN-WAIT-2, CLOSE-WAIT, CLOSING, LAST-ACK, TIME-WAIT), it
  8.   aborts the connection and informs its user.  We discuss this latter
  9.   case under "half-open" connections below.

三次握手的原则设计是防止旧复用链接的初始化导致问题，为了解决此问题，我们设计了reset这个特别的控制信号来处理。
如果接收中的 TCP 在一个未同步状态如 SYN-SENT, SYN-RECEIVED，它会返回 reset 给对方。
如果 TCP 是同步状态中如(ESTABLISHED, FIN-WAIT-1, FIN-WAIT-2, CLOSE-WAIT, CLOSING, LAST-ACK, TIME-WAIT)，他会终止此连接并通知用户。

看起来有点绕，我们举个图例看看：

  1. TCP A                                                TCP B
  2.   1.  CLOSED                                               LISTEN
  3.   2.  SYN-SENT    --> <SEQ=100><CTL=SYN>               ...
  4.   3.  (duplicate) ... <SEQ=90><CTL=SYN>               --> SYN-RECEIVED
  5.   4.  SYN-SENT    <-- <SEQ=300><ACK=91><CTL=SYN,ACK>  <-- SYN-RECEIVED
  6.   5.  SYN-SENT    --> <SEQ=91><CTL=RST>               --> LISTEN
  8.   6.              ... <SEQ=100><CTL=SYN>               --> SYN-RECEIVED
  9.   7.  SYN-SENT    <-- <SEQ=400><ACK=101><CTL=SYN,ACK>  <-- SYN-RECEIVED
  10.   8.  ESTABLISHED --> <SEQ=101><ACK=401><CTL=ACK>      --> ESTABLISHED
  11.                     Recovery from Old Duplicate SYN

这是 复用连接时，旧在途包发往新连接中的例子。

  • 3中，一个旧的重复的 SYN到达 B。
  • 4中， B分别不出是否旧的，照样子正常回包。
  • 5中，A检测到 B 返回的ACK不正确，所以返回 RST(reset)
  • 6中，B接收到 RST(reset)信号，于是变成 LISTEN 状态。
  • 7中，新连接正常的 SYN终于到达了，三次握手正常进行。

这种是简化的情况，但是可以看出 TCP 是如何处理复用旧链接的包到达的。