理解TCP/IP三次握手與四次揮手的正確姿勢


背景

和女朋友異地戀一年多,為了保持感情我提議每天晚上視頻聊天一次。

從好上開始,到現在,一年多也算堅持下來了。

問題

有時候聊天的過程中,我的網絡或者她的網絡可能會不好,視頻就會卡住,聽不到對方的聲音,過一會兒之后才會恢復。

中間雙方可能就要不斷的確認網絡是否恢復,但是有時候會:

她:“你可以聽到了嗎?”

我:“可以了,你呢?”、

她:“喂喂,你可以聽到了嗎?”

我:“可以了,我可以聽到了,你呢?”

她:“你可以聽到了嗎?”

.....

這種情況很蛋疼,那么怎樣才能找一個簡單的辦法,讓兩個人都確認自己可以聽到對方的聲音,對方也可以聽到自己的聲音呢?

注:以下情節純屬虛構

方案

TCP建立連接為什么是三次握手,而不是兩次或四次?

TCP,名為傳輸控制協議,是一種可靠的傳輸層協議,IP協議號為6。

順便說一句,原則上任何數據傳輸都無法確保絕對可靠,三次握手只是確保可靠的基本需要。

舉個日常例子,打電話時我們對話如下:

 

對應為客戶端與服務器之間的通信:

 

縮寫:

  • SYN (Synchronize)
  • ACK (ACKnowledge)
  • FIN (Finish)

 

於是有了如下對話:

我:1+1等於幾?

她:2,2+2等於幾?

我:4

首先兩個人約定協議

1.感覺網絡情況不對的時候,任何一方都可以發起詢問

2.任何情況下,若發起詢問后5秒還沒收到回復,則認為網絡不通

3.網絡不通的情況下等1min路由器之后再發起詢問

 

對於我而言,發起 “1+1等於幾”的詢問后

1. 若5s內沒有收到回復,則認為網絡不通

2. 若收到回復,則我確認①我能聽到她的消息 ②她能聽到我的消息,然后回復她的問題的答案


對於她而言,當感覺網絡情況不對的時候

1. 若沒有收到我的詢問,則她發起詢問

2. 若收到“1+1等於幾”,則她確認 ①她可以聽到我的消息,然后回復我的問題的答案和她的問題“2,2+2等於幾”

3. 若5s內沒有收到我的回復“4”,則她確認 ②我聽不見她的消息

4. 若5s內收到了我的回復“4”,則她確認 ②我可以聽見她的消息

這樣,如果上面的對話得以完成,就證明雙方都可以確認自己可以聽到對方的聲音,對方也可以聽到自己的聲音!

這個故事可以解釋TCP為什么要三次握手嗎 ... 囧

關於四次揮手

先由客戶端向服務器端發送一個FIN,請求關閉數據傳輸。

當服務器接收到客戶端的FIN時,向客戶端發送一個ACK,其中ack的值等於FIN+SEQ

然后服務器向客戶端發送一個FIN,告訴客戶端應用程序關閉。

當客戶端收到服務器端的FIN是,回復一個ACK給服務器端。其中ack的值等於FIN+SEQ

 

為什么要4次揮手?

確保數據能夠完整傳輸。

當被動方收到主動方的FIN報文通知時,它僅僅表示主動方沒有數據再發送給被動方了。

但未必被動方所有的數據都完整的發送給了主動方,所以被動方不會馬上關閉SOCKET,它可能還需要發送一些數據給主動方后,

再發送FIN報文給主動方,告訴主動方同意關閉連接,所以這里的ACK報文和FIN報文多數情況下都是分開發送的。

 


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