在最近的求职面试过程中,关于"建立TCP连接的三次握手"不止一次被问到了,虽然我以前用同样的问题面试过别人,但感觉还是不能给面试官一个很清晰的回答。本文算是对整个TCP连接管理做一个比较系统的梳理。
1. TCP报文段结构(TCP Segment Structure)(i.e. TCP Header)
- source port: 源端口,占16位。
- dest port: 目标端口,占16位。
- sequence number: 序列号,占32位。该字段指定了TCP分组在数据流中的位置,在数据丢失后需要重传时很重要。
- acknowledgment number: ACK号,占32位。该字段在确认收到TCP分组时使用。
- receive window: 接收窗口,占16位。 该字段用于流量控制。
- header length: 报头长度,占4位。该字段指示了TCP报头的长度(以占32个比特的word(即4字节)为单位)。有了这一字段,那么TCP报头的长度就是可变的。(TCP报头的典型长度就是20个字节,因为Options字段通常为空) 4个比特可以表示的最大数是1111b(=0xf=15),那么TCP报头的最大长度为(4*15=)60个字节。
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标志位 | 含义 | 说明 |
URG | Urgent Pointer field significant | 紧急指针控制位,指出当前数据段中是否有紧急数据。 |
ACK | Acknowledgment field significant | 确认控制位,指示TCP段中的"确认号"字段是否有效。 |
PSH | Push Function | 推控制位,指示是否需要立即把收到的该数据段提交给应用进程。 |
RST | Reset the connection | 重置控制位,用于重置,释放一个已经混乱的传输连接,然后重建新的传输连接。 |
SYN | Synchronize sequence numbers | 同步控制位,用来在传输连接建立时同步传输连接序号。 |
FIN | No more data from sender (Final) | 最后控制位,用于释放一个传输连接。 |
2. 建立TCP连接的三次握手
一个更好的图,来自book 《The TCP/IP Guide》
3. 关闭TCP连接
一个更好的图,来自book 《The TCP/IP Guide》
4. TCP连接的状态转移
4.1 TCP连接状态
4.2 TCP传输连接有限状态机转换流程
4.3 客户端TCP经历的典型的TCP状态序列
4.4 服务器端TCP经历的典型的TCP状态序列
参考文献:
1. Book: Computer Networking: A Top-Down Approach (6th Edition) (By James F. Kurose, Keith W. Ross) Chapter 3 Transport Layer
2. Book: Computer Networks (5th Edition) (By Andrew S. Tanenbaum) Chapter 6 The Transport Layer
3. Book: 《深入理解计算机网络》(第1版)(王达著)第10章 传输层
4. Book: 《深入Linux内核架构》(第1版)(Wolfgang Mlauerer著 郭旭译)第12章 网络
5. RFC793 : Transmission Control Protocol : 3. FUNCTIONAL SPECIFICATION
6. RFC3168 : 6.1. TCP