[Linux]经典面试题 - 网络基础 - TCP三次握手

2022-10-30 21:21:56

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参考：

一、TCP报文格式

TCP的报头有20字节，一共160位，其中包括以下内容：

源端口号（16位）：发起连接端口。
目的端口号（16位）：接受连接端口。
序列号（seq，32位）：
- 如果含有同步化旗标（SYN），则此为最初的序列号；第一个资料比特的序列码为本序列号加一。
- 如果没有同步化旗标（SYN），则此为第一个资料比特的序列码。
确认号（ack，32位）：仅当ACK标志为1时有效，确认号表示期望收到的下一个字节的序号。
资料偏移（4位）：以4字节为单位计算出的数据段开始地址的偏移值。
保留（6位）：置零。
标识符（6位）：
- URG：1，紧急指针字段有效。
- ACK：1，确认号字段有效。
- PSH：1，接收方应尽快将报文交给引用层。
- RST：1，出现严重差错，可能要重新创建TCP请求。
- SYN：1，表示这是连接请求或是连接接受请求，用于创建连接和使顺序号同步。
- FIN：1，表示发送方没有数据要传输了，要求释放连接。
窗口（window，16位）：表示从确认号开始，本报文的发送方可以接收的字节数，即接受窗口
的大小，用于流量控制。
校验和（checksum，16位）：对整个的TCP报文段，包括TCP头部和TCP数据，以16位字进行计算所得。这是一个强制性的字段。
紧急指针（16位）：本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号。

TCP协议的运行可以分为三个阶段：连接建立、数据传送、连接中止。
操作系统将TCP连接抽象为套接字表示的本地端点，作为编程接口给程序用。
一对终端同时初始化一个它们之间的连接是可能的。但通常是由一端（服务器端）打开一个套接字（socket）然后监听来自另一方（客户端）的连接，这就是通常所指的被动打开。服务器端被被动打开以后，客户端就能开始创建主动打开。
服务器端执行了listen函数后，就在服务器上创建起两个队列：
- SYN队列：存放完成了二次握手的结果。
- ACCEPT队列：存放完成了三次握手的结果。

为了保证数据能够到达目标，TCP采用三次握手的策略，过程如下：

客户端向服务端发送一个SYN包，请求一个主动打开。该包携带客户端为这个连接请求而设定的随机数A作为消息序列号。
服务端收到一个合法的SYN包后，把该包放入SYN队列中；回送一个SYN/ACK。ACK的确认码应为A+1，SYN/ACK包本身携带一个随机产生的序列号B。
客户端收到SYN/ACK包后，发送一个ACK包，该包的序号被设定为A+1，而ACK的确认码为B+1。

（待补充）

断开过程如下：