网络编程-TCP 建立连接 与 终止连接

建立 TCP 连接

TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当客户端发出SYN连接请求后，等待服务器端回答SYN+ACK，并最终对服务器端的 SYN 执行 ACK 确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。

TCP三次握手的过程如下：

第一次

第一次握手：建立连接时，客户端发送 SYN 包（seq=j）到服务器端，并进入 SYN_SENT 状态，等待服务器端确认；

SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）。

第二次

第二次握手：服务器端收到 SYN包，必须确认客户端的SYN（ACK=j+1），同时自己也发送一个SYN包（seq=k），即SYN+ACK包，此时服务器端进入 SYN_RECV 状态，等待客户端确认。

第三次

第三次握手：客户端收到服务器端的SYN+ACK包，向服务器发送确认包(ACK=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。 [3]

完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据

SYN：同步序列编号

ACK (Acknowledge character）即是确认字符

终止 TCP 连接

建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次握手，这是由TCP的半关闭（half-close）造成的。具体过程如下图所示。 [3]

（1） 某个应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”（active close）。该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。

（2） 接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”（passive close），这个FIN由TCP确认。

注意：FIN的接收也作为一个文件结束符（end-of-file）传递给接收端应用进程，放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后，因为，FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。

（3） 一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。

（4） 接收这个最终FIN的原发送端TCP（即执行主动关闭的那一端）确认这个FIN。 [3]

既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK，因此通常需要4个分节。

注意：

（1） “通常”是指，某些情况下，步骤1的FIN随数据一起发送，另外，步骤2和步骤3发送的分节都出自执行被动关闭那一端，有可能被合并成一个分节。

（2） 在步骤2与步骤3之间，从执行被动关闭一端到执行主动关闭一端流动数据是可能的，这称为“半关闭”（half-close）。

（3） 当一个Unix进程无论自愿地（调用exit或从main函数返回）还是非自愿地（收到一个终止本进程的信号）终止时，所有打开的描述符都被关闭，这也导致仍然打开的任何TCP连接上也发出一个FIN。

无论是客户还是服务器，任何一端都可以执行主动关闭。通常情况是，客户执行主动关闭，但是某些协议，例如，HTTP/1.0却由服务器执行主动关闭。

对于一个已经建立的连接，TCP使用改进的四次挥手来释放连接（使用一个带有FIN附加标记的报文段）。TCP关闭连接的步骤如下： [4]

第一步，当主机A的应用程序通知TCP数据已经发送完毕时，TCP向主机B发送一个带有FIN附加标记的报文段（FIN表示英文finish）。 [4]

第二步，主机B收到这个FIN报文段之后，并不立即用FIN报文段回复主机A，而是先向主机A发送一个确认序号ACK，同时通知自己相应的应用程序：对方要求关闭连接（先发送ACK的目的是为了防止在这段时间内，对方重传FIN报文段）。 [4]

第三步，主机B的应用程序告诉TCP：我要彻底的关闭连接，TCP向主机A送一个FIN报文段。 [4]

第四步，主机A收到这个FIN报文段后，向主机B发送一个ACK表示连接彻底释放。