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趣味解读TCP 分手比确定恋爱关系更麻烦?计算机之间也这样!
来源: | 2019/12/18 11:25:05 | 浏览数:0 | 作者:

很久很久以前,还没有互联网,大家通信主要靠写信。小明和小美是高中同学,互相有好感,大学两个人去了不同的城市上学。小龙在大学感到了空虚寂寞冷,鼓起勇气写信向小美表白。



小明寄出去信后,心里一直很紧张,又怕万一地址不对,信寄不到怎么办呢?


小美收到小明的信后,按耐不住心中的惊喜,这个小明终于开窍了啊。于是马上回了一封信,小美也担心小明收不到信,提醒小明收到信后马上回信。小龙收到小美的信后,知道自己给小美的地址是对的,小美的地址也是对的,双方的信都能收到。小美一定担心她的信我没收到吧?于是小明又马上给小美回了一封信。



小美收到信后,知道双方的地址没有错,双方的信都能收到,就放心了。他们两个人就不停的来来回回寄了很多很多信,热恋中的情侣最费纸了。很多年以后计算机出现了,有一种叫做TCP的协议负责计算机之间的网络连接,客户端和服务器就想当年的小明和小美一样开始通信了。


客户端发送 SYN数据包,并设置seq序列号为j,客户端进入 SYNC_SENT 状态(小明给小美写信表白)



服务器端收到数据包后,返回一个SYN包设置seq=k,同时返回一个ACK的包设置seq=j+1,进入SYN_RCVD状态。(小美给小明回信同意建立恋爱关系,小扎收到信后,确认他们之间的通信没有问题)


客户端收到ACK包后,表示客户端到服务器端的单向连接成功,客户端的状态变成ESTABLISED,同时客户端会对服务器端的SYN包进行应答,返回一个ACK包,seq为k+1。

服务器端收到客户端的ACK包后,进入ESTABLISED状态,表示服务端到客户端的连接成功。(小明给小美回信表示收到小美的信了,小美收到信后,确认他们之间的通信没有问题)自此,它们就连接上了,可以放心的互相发送数据了。


下面来一张正经点的图:



服务器端收到客户端的ACK包后,进入ESTABLISED状态,表示服务端到客户端的连接成功。(小明给小美回信表示收到小美的信了,小美收到信后,确认他们之间的通信没有问题)


自此,它们就连接上了,可以放心的互相发送数据了。

也许你会有疑问,为什么一定要三次握手?两次行不行?

答案是不行。


按上面的故事举例,第一次握手:小明写信向小美表白;第二次握手:小美向小明回信;注意,这时候小明(客户端)的连接建立成功了,因为小明(客户端)已经可以确定自己的发送和接收都没有问题。


但是小美(服务器)只是收到了小明(客户端)的来信,确定了自己接收数据没问题,但是自己寄出去的信小明(客户端)能不能收到还不确定。


于是有了第三次握手:小明向小美寄出了确认回信。小美(服务器)收到信后,就是知道自己发送数据的功能没问题,小明确实收到信了,确认连接建立成功了。


小明和小美热恋了几年后,他们之间的感觉越来越微妙,慢慢的小美发现小明对自己的关心越来越少了。终于小明抵不住异地恋的痛苦,移情别恋了,看上了新来的学妹,小明决定分手了,给小美寄了封分手信。

分手就算了,居然还有脸要回送我的东西!渣男!小美,收到信后,气得跳脚,立马回了封信,让他滚蛋。

第二天,小美就去邮局,把渣男送给她的东西都打包寄还了给他。小美还不忘在信中提醒,收到东西之后给我回封信,不要到时候耍赖说没收到,我再也不想看见你了!渣男!



小明收到小美寄的包裹之后,立马回了封信,说东西收到了,我们以后也别联系了。


一段恋情就这么结束了。。。


情侣之间分分合合,当然计算机之间的连接也经常需要断开连接,断开的方式竟然和情侣之间很相似。


.客户端发送一个FIN包,表示要断开连接,并设置seq序列号为m到服务器端,客户端进入FIN_WAIT_1状态。(小明写分手信给小美,进入等待回信的状态)



服务器端收到客户端的FIN包后,就知道客户端想要断开连接了,于是返回一个ACK包,设置seq为m+1,服务器端进入CLOSE_WAIT状态。服务器端对客户端说,我知道你想要断开连接了,不过先等等,我这还有些数据没发完,你等我发完再关闭。


客户端收到服务器端的确认后,进入FIN_WAIT_2状态,客户端现在只接收服务器端的数据,不再发送数据。(小美回信给小明,同意分手,但是东西要整理下再寄给小龙,小龙进入等待包裹状态)


服务器端发送完所有数据之后,发送一个FIN报文,设置seq序列号为n,进入LAST_ACK状态,表示我的数据都已经发送完了,你可以断开连接了。(小美给小明寄回包裹,表示我们已经两清了,你收到之后给我回个信,就可以滚蛋了)



客户端收到服务器端的FIN包后,返回一个ACK包,设置seq序列号为n+1,客户端就进入了TIME-WAIT(时间等待)状态。服务器只要收到了客户端发出的确认,立即进入CLOSED状态,关闭的连接。(小明回信给小美说,你的包裹我收到了,我们以后不用再联系了)

注意此时TCP连接还没有释放,必须经过2MSL(最长报文段寿命)的时间后,才进入CLOSED状态。

(小明。。。编不下去了。。。)



自此,客户端和服务器端就断开了连接。

下面来一张正经点的图



为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态?讲道理,四个报文都发送完毕,我们应该可以直接进入CLOSE状态了,但是我们必须假象网络是不可靠的。如果客户端发送出最后的ACK回复,服务器没有收到,服务器将不断重复发送FIN报文。所以客户端不能立即关闭,它必须确认服务器端接收到了该ACK。


客户端会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态,同时设置一个计时器,等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN,那么客户端会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间,2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL,客户端都没有再次收到FIN,那么客户端推断ACK已经被成功接收,则结束TCP连接。


TCP断开连接为什么比建立连接多一个步骤呢?其实很简单,因为谈恋爱的时候还没有共同财产,但是分手的时候还需要分东西呀!


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