TCP数据报构造以及三次握手（图解）

TCP（Transmission Control Protocol，传输掌握协定）是一种面向衔接的、牢靠的、基于字撙节的通讯协定，数据在传输前要树立衔接，传输终了后还要断开衔接。
客户端在收发数据前要运用 connect() 函数和效劳器树立衔接。树立衔接的目标是包管IP地址、端口、物理链路等准确无误，为数据的传输开拓通道。
TCP树立衔接时要传输三个数据包，俗称三次握手（Three-way Handshaking）。可以抽象的比方为下面的对话：

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• [Shake 1] 套接字A：“你好，套接字B，我这里无数据要传送给你，树立衔接吧。”

• [Shake 2] 套接字B：“好的，我这边已预备停当。”

• [Shake 3] 套接字A：“感谢你受理我的恳求。”

TCP数据报构造

我们先来看一下TCP数据报的构造：

带暗影的几个字段需求重点阐明一下：
1) 序号：Seq（Sequence Number）序号占32位，用来标识从盘算机A发送到盘算机B的数据包的序号，盘算机发送数据时对此停止标志。
2) 确认号：Ack（Acknowledge Number）确认号占32位，客户端和效劳器端都可以发送，Ack = Seq + 1。
3) 标记位：每一个标记位占用1Bit，共有6个，辨别为 URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN，详细寄义如下：

• URG：紧迫指针（urgent pointer）无效。

• ACK：确认序号无效。

• PSH：接纳方应当尽快将这个报文交给使用层。

• RST：重置衔接。

• SYN：树立一个新衔接。

• FIN：断开一个衔接。

对英文字母缩写的总结：Seq 是 Sequence 的缩写，表现序列；Ack(ACK) 是 Acknowledge 的缩写，表现确认；SYN 是 Synchronous 的缩写，情愿是“同步的”，这里表现树立同步衔接；FIN 是 Finish 的缩写，表现完成。

衔接的树立（三次握手）

运用 connect() 树立衔接时，客户端和效劳器端会互相发送三个数据包，请看下图：

客户端挪用 socket() 函数创立套接字后，由于没有树立衔接，所以套接字处于CLOSED形态；效劳器端挪用 listen() 函数后，套接字进入LISTEN形态，开端监听客户端恳求。
这个时分，客户端开端提议恳求：
1) 当客户端挪用 connect() 函数后，TCP协定会组建一个数据包，并设置 SYN 标记位，表现该数据包是用来树立同步衔接的。同时生成一个随机数字 1000，填充“序号（Seq）”字段，表现该数据包的序号。完成这些任务，开端向效劳器端发送数据包，客户端就进入了SYN-SEND形态。
2) 效劳器端收到数据包，检测到曾经设置了 SYN 标记位，就晓得这是客户端发来的树立衔接的“恳求包”。效劳器端也会组建一个数据包，并设置 SYN 和 ACK 标记位，SYN 表现该数据包用来树立衔接，ACK 用来确认收到了方才客户端发送的数据包。
效劳器生成一个随机数 2000，填充“序号（Seq）”字段。2000 和客户端数据包没有关系。
效劳器将客户端数据包序号（1000）加1，失掉1001，并用这个数字填充“确认号（Ack）”字段。
效劳器将数据包收回，进入SYN-RECV形态。
3) 客户端收到数据包，检测到曾经设置了 SYN 和 ACK 标记位，就晓得这是效劳器发来的“确认包”。客户端会检测“确认号（Ack）”字段，看它的值能否为 1000+1，假如是就阐明衔接树立胜利。
接下来，客户端会持续组建数据包，并设置 ACK 标记位，表现客户正直确接纳了效劳器发来的“确认包”。同时，将方才效劳器发来的数据包序号（2000）加1，失掉 2001，并用这个数字来填充“确认号（Ack）”字段。
客户端将数据包收回，进入ESTABLISED形态，表现衔接曾经胜利树立。
4) 效劳器端收到数据包，检测到曾经设置了 ACK 标记位，就晓得这是客户端发来的“确认包”。效劳器会检测“确认号（Ack）”字段，看它的值能否为 2000+1，假如是就阐明衔接树立胜利，效劳器进入ESTABLISED形态。
至此，客户端和效劳器都进入了ESTABLISED形态，衔接树立胜利，接下来就可以收发数据了。

最初的阐明

三次握手的症结是要确认对方收到了本人的数据包，这个目的就是经过“确认号（Ack）”字段完成的。盘算时机记载下本人发送的数据包序号 Seq，待收到对方的数据包后，检测“确认号（Ack）”字段，看Ack = Seq + 1能否成立，假如成立阐明对朴直确收到了本人的数据包。