阅读时间：8min
阅读目标：
- 掌握TCP连接过程
- 学会计算seq、ack码
TCP 协议是HTTP协议的重要基础，充分理解TCP协议的连接及端口，有助于我们深入理解网络请求和连接。今天就来看图学习TCP请求的连接、数据传输及端口连接。
OSI7层网络模型
OSI是
Open System Interconnection的缩写，国际标准化组织（ISO）制定了OSI模型，该模型定义了不同计算机互联的标准，是设计和描述计算机网络通信的基本框架。
| 参考模型（从上至下） | 各层含义 |
|---|---|
| 应用层 | 为应用程序提供服务，如HTTP、FTP、SMTP、POP3等 |
| 表示层 | 数据格式转换翻译、数据加密解密、压缩解压缩 |
| 会话层 | 不同机器之间的用户建立及管理会话 |
| 传输层 | 建立管理和维护端到端的连接，TCP、UDP |
| 网络层 | IP地址及路由选择 |
| 数据链路层 | 物理寻址，将原始比特流转化为逻辑传输线路 |
| 物理层 | 机械、电子、定时接口通信信道上上的原始比特流传输 |
1. 传输层
接受上一次的数据，将数据进行分割，保证数据准确到达对端。
2. TCP
TCP是面向连接的无状态的协议。为了连接的可靠性，每次连接的建立都需要3次握手。
2.1 建立连接（3次握手）
3次握手的目的：
- 同步连接双方的序列号和确认号；
- 交换TCP窗口大小信息。
| 客户端(状态） | 建立连接（三次握手） | 服务端（状态） |
|---|---|---|
CLOSED | LISTEN | |
SYN seq=0 ==》 | ||
SYN_SENT | ||
《== SYN ACK ack=1,seq=0 | ||
SYN_RCVD | ||
ACK ack=1,seq=1 ==》 | ||
ESTABLISHED | ESTABLISHED |
- 第一次握手: 建立连接。客户端发送连接请求，发送SYN报文，随机生成seq，本例默认为0。然后，客户端进入
SYN_SEND状态，等待服务器的确认。 - 第二次握手: 服务器收到客户端的SYN报文段。需要对这个SYN报文段进行确认，发送ACK报文，将ack设置为1（ack值为对方
seq+1或者seq+L(数据长度L)）。同时，自己还要发送SYN请求信息，将seq为0。服务器端将上述所有信息一并发送给客户端，此时服务器进入SYN_RECV状态。 - 第三次握手: 客户端收到服务器的ACK和SYN报文后，进行确认，然后将ack设置为1，seq设置为1，向服务器发送ACK报文段，这个报文段发送完毕以后，客户端和服务器端都进入
ESTABLISHED状态，完成TCP三次握手。
2.2 数据传输
| 客户端 | 数据传输 | 服务端 |
|---|---|---|
PSH seq=1， ACK ack=1（segmentLen = 99） ==》 | ||
《== PSH seq=1, ACK ack=100 （segmentLen = 119） | ||
ACK ack=120,seq=100 ==》 |
- 客户端先向服务器发送数据，该数据报是长度为99的数据。
- 服务器收到报文后, 也向客户端发送了一个数据进行确认（
ACK），并且返回客户端要请求的数据，数据的长度为111，将seq设置为1，ack设置为120（1 + 119）。 - 客户端收到服务器返回的数据后进行确认（ACK），将seq设置为100， ack设置为112（1 + 111）。
2.3 断开链接（4次挥手）
| 客户端(状态） | 断开连接 | 服务端（状态） | |
|---|---|---|---|
FIN ACK ack=120，seq=100 ==》 | |||
FIN_WAIT_1 | |||
《== ACK ack=101,seq=120 | |||
FIN_WAIT_2 | CLOSE_WAIT | ||
《== ACK ack=101,seq=120 | |||
LAST_ACK | |||
ACK ack=121,seq=101 ==》 | |||
TIME_WAIT | CLOSE |
- 第一次挥手：客户端向服务器发送一个FIN报文段，将设置seq为100和ack为120，;此时，客户端进入 FIN_WAIT_1状态,这表示客户端没有数据要发送服务器了，请求关闭连接;
- 第二次挥手：服务器收到了客户端发送的FIN报文段，向客户端回一个ACK报文段，ack设置为101，seq设置为120;服务器进入了CLOSE_WAIT状态，客户端收到服务器返回的ACK报文后，进入FIN_WAIT_2状态;
- 第三次挥手：服务器会观察自己是否还有数据没有发送给客户端，如果有，先把数据发送给客户端，再发送FIN报文；如果没有，那么服务器直接发送FIN报文给客户端。请求关闭连接，同时服务器进入LAST_ACK状态;
- 第四次挥手：客户端收到服务器发送的FIN报文段，向服务器发送ACK报文段，将seq设置为101，将ack设置为121，然后客户端进入TIME_WAIT状态;服务器收到客户端的ACK报文段以后，就关闭连接;此时，客户端等待2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，客户端也可以关闭连接了。
计算规则：
seq 为序列号
ack 为应答码
seq = 对方上次的ack；（首次发送时seq为系统随机生成）
ack = 对方的seq+1（无数据传输时） 或者 seq+L（报文数据的长度L）
