TCP的三次握手

1)、TCP状态转移解释(为什么先解释一下呢？你说为什么？废话太多了！NO，因为废话多点才能更好的理解啊~)

         • CLOSED  阻塞或关闭状态，表示主机当前没有正在传输或者建立的链接

         • LISTEN  监听状态，表示服务器做好准备，等待建立传输链接

         • SYN RECV  收到第一次的传输请求，还未进行确认

         • SYN SENT  发送完第一个SYN报文，等待收到确认

         • ESTABLISHED  链接正常建立之后进入数据传输阶段

         • FIN WAIT1  主动发送第一个FIN报文之后进入该状态

         • FIN WAIT2  已经收到第一个FIN的确认信号，等待对方发送关闭请求

         • TIMED WAIT  完成双向链接关闭，等待分组消失

         • CLOSING  双方同时关闭请求，等待对方确认时

         • CLOSE WAIT  收到对方的关闭请求并进行确认进入该状态

         • LAST ACK  等待最后一次确认关闭的报文。

2)、 TCP的三次握手

TCP作为一种可靠传输控制协议，其核心思想：既要保证数据可靠传输，又要提高传输的效率，而用三次恰恰可以满足以上两方面的需求！

         • 第一次握手：建立连接。客户端发送连接请求报文段，并将syn(标记位)设置为1，Squence Number(数据包序号)(seq)为i,接下来等待服务端确认，客户端进入SYN_SENT状态(请求连接)；

         • 第二次握手：服务端收到客户端的  SYN 报文段，对 SYN 报文段进行确认，设置 acl(确认号)为 i+1(即seq+1 ; 同时自己还要发送 SYN 请求信息，将 SYN 设置为1, seq为 j。服务端将上述所有信息放到 SYN+ACK 报文段中，一并发送给客户端，此时服务器进入 SYN_RECV状态。

         • 第三次握手：客户端收到服务端的 SYN+ACK(确认符) 报文段；然后将 ACK 设置为 j+1,向服务端发送ACK报文段，这个报文段发送完毕后，客户端和服务端都进入ESTABLISHED(连接成功)状态，完成TCP 的三次握手。

那就换个说法：第一次握手第一台计算机会发送一个1。第二次握手如果第二台计算机收到然后就会+1返回去说我收到了再发一个1。第三次握手第一台计算机会收到第二台计算机返回的2证明第二台计算机已经收到了，然后再将第二台计算机发的1 加1，意思是说我要开始发数据了。

3) 、TCP报文格式以及连接对象半路丢失怎么办

    • 源端口和目的端口：各占2字节，存储源端口号和目的端口

         • 序号seq：占4字节，表示的范围就是整形的范围[0~2^32]。序号使用在给数据部分每个字节进行编号的，编号方式是mod 2^32 。

         • 确认号ack：占4字节，范围也是无符号整数的范围。使用在对端传输给我的数据最后一个字节序号，例如A传输给B 101—500，此时B返回的确认号一定是小于等于501的。当B段正确接收数据之后才会返回确认号，换句话说确认号之前的数据已经全部接收。

         • 数据偏移：占4bit，数据偏移很多人很容易想到是不是表示数据的长度，那就错了。偏移嘛，指的是TCP起始位置到数据部分的起始位置的偏移，也就是TCP首部的长度。

         • 保留：占6bit，保留字段顾名思义，就是为今后使用，默认置为0。

         • 紧急URG控制位：占用1bit，URG=1，表示紧急指针有效，此时tcp数据优先传输。相当于生活中的紧急通道，特殊情况时使用。在网络中也会有特殊情况，例如，发送一个很长的程序在远程服务器上运行，此时发现程序有bug，需要中断运行，因此我们从键盘输入Ctrl c，假如不使用紧急数据，需要在缓冲区里排队，都知道是bug了，还要排队，这怕是要出锅啊。此时使用紧急数据传输，不需要排队，直接中断程序是不是更符合我们的预期。需要注意一点是，即使窗口为0时，也可以发送紧急数据。

          如何使用紧急URG控制位，在socket编程中send函数flag参数    

          send(int socket, const void *buffer, size_t length, int flags);

         flags参数传MSG_OOB宏时，表示此时有紧急数据。MSG_OOB是个宏

        • 确认ACK：占1bit，当ACK=1时生效。TCP有条硬性规定，当建立链接成功后所有传输的数据报文都必须把ACK置为1。

        • 推送PSH：占1bit，发送方把PSH置为1时 会立即发送该数据包，接收方收到PSH=1的报文会立即处理交付给应用层处理。是不是感觉和URG很像，其实还是有些区别的。

//两者相同点：
URG与PSH两者都使用于紧急处理的情况，用来快速传输紧急数据。
 
//两者不同点
URG置为1时，对于发送发，“带外数据”与正常情况下应该发送的消息数据一起，封装成数据报发送，省去了在队列中等待的时间。
在接收方，解析报文后，获取数据之后还是要放在缓存区中，等待满了之后在向上往应用层交付。
PSH置为1时，对于发送方，表明这些数据不需要等向下发送的缓存区满，立刻封装成报文，发送，省去了等待发送缓存区到达满的状态的时间。
在接收方，也不需要等接受缓存区满，直接向上交付给应用层。

     • 复位RST：占1bit，当RST＝1时，TCP会主动释放链接，两种情况会用上。TCP出现严重差错时，会主动释放连接，重建链接，传输数据。遇到非法报文或者拒绝连接时会把RST置为1。

        • 同步SYN：占1bit，同步控制位，用来在传输连接建立时同步传输连接序号。SYN=1时，表示这是一个连接请求或连接确认报文。SYN=1，ACK=0，表明这是一个连接请求数据段，如果对方同意建立连接，则对方会返回一个SYN=1、ACK=1的确认。

        • FIN控制位：占1bit，用于释放一个传输连接。FIN=1时，表示数据已全部传输完成，发送端没有数据要传输了，要求释放当前连接，但是接收端仍然可以继续接收还没有接收完的数据。FIN=0，正常传输数据。

        • 窗口大小：占16bit，2byte，用于表示发送方可以接受的最大数据大小。该窗口是动态变化的，用作流量控制时使用。

        • 检验和：占16bit，2byte，用于对TCP头部，伪头部，数据三个部分进行校验。

        • 紧急指针：占16bit，2byte，用于记录紧急数据的末尾在数据段中的位置。当URG=1时，该指针才生效。

        • 可选项：可选项最长可达40byte，是可选的，可以没有。当可选项不存在时，TCP头部长度为20byte。可选项可以包括窗口缩放选项（Window ScaleOption,WSopt）、MSS（最大数据段大小）选项、SACK（选择性确认）选项、时间戳（Timestamp）选项等。

        • 数据：TCP数据部分，由应用层应用程序提交的数据。