TCP Connection Setup
Wa mir um Internet surfen, eng E-Mail schécken oder en Online Spill spillen, denken mir dacks net un déi komplex Netzwierkverbindung dohannert. Wéi och ëmmer, et sinn dës scheinbar kleng Schrëtt déi eng stabil Kommunikatioun tëscht eis an dem Server garantéieren. Ee vun de wichtegste Schrëtt ass den TCP Verbindung Setup, an de Kär vun dëser ass den Dräierkoalitioun Handshake.
Dësen Artikel wäert de Prinzip, Prozess an Wichtegkeet vun der Dräierkoalitioun Handshake am Detail diskutéieren. Schrëtt fir Schrëtt erkläre mir firwat den Dräi-Wee-Handshake gebraucht gëtt, wéi et d'Verbindungsstabilitéit an Zouverlässegkeet garantéiert a wéi wichteg et ass fir den Datentransfer. Mat engem méi déif Verständnis vun der Dräierkoalitioun Handshake, wäerte mir e bessere Verständnis vun der Basisdaten Mechanismen vun Reseau Kommunikatioun an eng kloer Vue vun der Zouverlässegkeet vun TCP Verbindungen kréien.
TCP Dräi-Manéier Handshake Prozess a Staat Transitioune
TCP ass e Verbindungsorientéierten Transportprotokoll, deen d'Verbindungsetablissement erfuerdert virun der Dateniwwerdroung. Dës Verbindung Etablissement Prozess gëtt vun engem Dräierkoalitioun Handshake gemaach.
Loosst eis d'TCP Päck méi no kucken, déi an all Verbindung geschéckt ginn.
Am Ufank sinn souwuel de Client wéi och de Server GESLOTEN. Als éischt lauschtert de Server aktiv op engem Hafen an ass am LISTEN Zoustand, dat heescht datt de Server muss gestart ginn. Als nächst ass de Client prett fir Zougang zu der Websäit ze starten.Et muss eng Verbindung mam Server opbauen. D'Format vum éischte Verbindungspaket ass wéi follegt:
Wann e Client eng Verbindung initiéiert, generéiert en eng zoufälleg initial Sequenznummer (client_isn) a setzt se am Feld "Sequenznummer" vum TCP Header. Zur selwechter Zäit setzt de Client d'SYN Fändel Positioun op 1 fir unzeweisen datt den erausgaange Paket e SYN Paket ass. De Client weist datt hien eng Verbindung mam Server wëllt opbauen andeems hien den éischte SYN Paket op de Server schéckt. Dëse Paket enthält keng Applikatiounsschichtdaten (dh Daten geschéckt). Zu dësem Zäitpunkt gëtt de Status vum Client als SYN-SENT markéiert.
Wann e Server e SYN Paket vun engem Client kritt, initialiséiert se zoufälleg seng eege Seriennummer (server_isn) an setzt dës Nummer dann an d'"Seriennummer" Feld vum TCP Header. Als nächst gitt de Server Client_isn + 1 am Feld "Unerkennungsnummer" a setzt souwuel SYN wéi och ACK Bits op 1. Endlech schéckt de Server de Paket un de Client, deen keng Applikatiounsschichtdaten enthält (a keng Daten fir de Server) schécken). Zu dëser Zäit ass de Server am SYN-RCVD Zoustand.
Wann de Client de Paket vum Server kritt, muss et déi folgend Optimisatiounen ausféieren fir op de finalen Äntwertpaket ze reagéieren: Als éischt setzt de Client den ACK Bit vum TCP Header vum Äntwertpaket op 1; Zweetens, gitt de Client de Wäert server_isn + 1 am Feld "Bestätegen Äntwertnummer"; Endlech schéckt de Client de Paket op de Server. Dëse Paket kann Daten vum Client op de Server droen. Nom Ofschloss vun dësen Operatiounen, gitt de Client den ESTABLISHED Staat.
Wann de Server den Äntwertpaket vum Client kritt, wiesselt en och op den ESTABLISHED Staat.
Wéi Dir aus dem uewe genannte Prozess kënnt gesinn, wann Dir en Dräi-Wee-Handshake ausféiert, ass den drëtten Handshake erlaabt Daten ze droen, awer déi éischt zwee Handshake sinn net. Dëst ass eng Fro déi dacks an Interviewen gestallt gëtt. Wann den Dräi-Wee-Handshake fäerdeg ass, ginn béid Parteien an den ESTABLISHED Staat, wat beweist datt d'Verbindung erfollegräich etabléiert ass, op deem Punkt de Client an de Server kënnen ufänken Daten uneneen ze schécken.
Firwat dräi handshakes? Net zweemol, véiermol?
Déi gemeinsam Äntwert ass: "Well den Dräi-Wee-Handshake garantéiert d'Fäegkeet ze kréien an ze schécken." Dës Äntwert ass richteg, awer et ass nëmmen den Uewerflächegrond, stellt net den Haaptgrond vir. Am folgenden analyséieren ech d'Grënn fir den dräifach Handschlag aus dräi Aspekter fir eist Verständnis vun dësem Thema ze verdéiwen.
Den Dräi-Wee Handshake kann effektiv d'Initialiséierung vun historesch widderholl Verbindungen vermeiden (den Haaptgrond)
Den Dräi-Wee Handshake garantéiert datt béid Parteien eng zouverlässeg initial Sequenznummer kritt hunn.
Den Dräi-Wee-Handschlag vermeit Ressourcen verschwenden.
Grond 1: Vermeiden historesch Duplikat Joins
An enger Nossschuel, den Haaptgrond fir den Dräi-Wee Handshake ass Verwirrung ze vermeiden verursaacht duerch déi al Duplikatverbindungsinitialiséierung. An engem komplexen Netzwierk Ëmfeld gëtt d'Transmissioun vun Datepäck net ëmmer un den Destinatiounshost geschéckt am Aklang mat der spezifizéierter Zäit, an al Datepäck kënnen als éischt beim Destinatiounshost ukommen wéinst Netzwierkstau an aner Grënn. Fir dëst ze vermeiden, benotzt TCP en Dräi-Wee Handshake fir d'Verbindung opzebauen.
Wann e Client e puer SYN Verbindung Etablissement Pakete schéckt hannerteneen, a Situatiounen wéi Reseau Stau, kann déi folgend geschéien:
1- Déi al SYN Pakete kommen um Server virun de leschten SYN Pakete.
2- De Server äntwert e SYN + ACK Paket op de Client nodeems hien den alen SYN Paket kritt.
3- Wann de Client de SYN + ACK Paket kritt, bestëmmt et datt d'Verbindung eng historesch Verbindung ass (Sequenznummer ofgelaaf oder Timeout) no sengem eegene Kontext, a schéckt dann den RST Paket op de Server fir d'Verbindung ofzebriechen.
Mat enger zwee-Handshake Verbindung ass et kee Wee fir ze bestëmmen ob déi aktuell Verbindung eng historesch Verbindung ass. Den Dräi-Wee-Handshake erlaabt dem Client ze bestëmmen ob déi aktuell Verbindung eng historesch Verbindung ass baséiert op dem Kontext wann et fäerdeg ass den drëtte Paket ze schécken:
1- Wann et eng historesch Verbindung ass (Sequenznummer ofgelaaf oder Timeout), ass de Paket, deen vum drëtten Handshake geschéckt gëtt, en RST Paket fir déi historesch Verbindung ofzebriechen.
2- Wann et net eng historesch Verbindung ass, ass de Paket fir d'drëtte Kéier en ACK Paket geschéckt, an déi zwee kommunizéiere Parteien etabléieren d'Verbindung erfollegräich.
Dofir ass den Haaptgrond datt TCP den Dräi-Wee Handshake benotzt ass datt et d'Verbindung initialiséiert fir historesch Verbindungen ze vermeiden.
Grond 2: Fir déi initial Sequenznummere vu béide Parteien ze synchroniséieren
Béid Säiten vum TCP Protokoll mussen eng Sequenznummer erhalen, wat e Schlësselfaktor ass fir eng zouverlässeg Iwwerdroung ze garantéieren. Sequenznummeren spillen eng wichteg Roll bei TCP Verbindungen.Si maachen déi folgend:
Den Empfänger kann duplizéiert Donnéeën eliminéieren an d'Genauegkeet vun den Donnéeën garantéieren.
Den Empfänger kann Päckchen an der Uerdnung vun der Sequenznummer kréien fir d'Integritéit vun den Donnéeën ze garantéieren.
● D'Sequenznummer kann den Datepaket identifizéieren, deen vun der anerer Partei opgeholl gouf, wat zuverlässeg Dateniwwerdroung erméiglecht.
Dofir, wann Dir eng TCP Verbindung opstellt, schéckt de Client SYN Pakete mat der initialer Sequenznummer a verlaangt datt de Server mat engem ACK Paket äntwert, wat den Erfolleg Empfang vum Client säi SYN Paket ugeet. Duerno schéckt de Server de SYN-Paket mat der initialer Sequenznummer un de Client a waart op de Client fir ze äntweren, eemol a fir all, fir sécherzestellen datt déi initial Sequenznummeren zouverlässeg synchroniséiert sinn.
Och wann e Véier-Wee Handshake och méiglech ass fir déi initial Sequenznummere vu béide Parteien zouverlässeg ze synchroniséieren, kënnen déi zweet an drëtt Schrëtt an engem eenzege Schrëtt kombinéiert ginn, wat zu engem Dräi-Wee Handshake resultéiert. Wéi och ëmmer, déi zwee Handschëss kënnen nëmmen garantéieren datt déi initial Sequenznummer vun enger Partei erfollegräich vun der anerer Partei kritt gëtt, awer et gëtt keng Garantie datt déi initial Sequenznummer vu béide Parteie bestätegt ka ginn. Dofir ass den Dräi-Wee Handshake déi bescht Wiel fir ze huelen fir d'Stabilitéit an d'Zouverlässegkeet vun TCP Verbindungen ze garantéieren.
Grond 3: Vermeiden Ressourcen Verschwendung
Wann et nëmmen e "zwee-Handshake" gëtt, wann d'Client SYN Ufro am Netz blockéiert ass, kann de Client den ACK Paket net vum Server geschéckt kréien, sou datt de SYN resent gëtt. Wéi och ëmmer, well et keen drëtten Handshake gëtt, kann de Server net bestëmmen ob de Client eng ACK Unerkennung kritt huet fir d'Verbindung opzebauen. Dofir kann de Server nëmmen proaktiv eng Verbindung opbauen nodeems hien all SYN Ufro kritt huet. Dëst féiert zu de folgenden:
Verschwendung vu Ressourcen: Wann d'SYN-Ufro vum Client blockéiert ass, wat zu widderholl Iwwerdroung vu multiple SYN-Päckchen resultéiert, wäert de Server multiple redundante ongëlteg Verbindungen etabléieren nodeems hien d'Ufro kritt huet. Dëst féiert zu engem onnéidege Verschwendung vu Serverressourcen.
Message Retention: Wéinst dem Mangel vun engem drëtten Handshake, huet de Server kee Wee fir ze wëssen ob de Client richteg d'ACK Unerkennung kritt huet fir d'Verbindung opzebauen. Als Resultat, wann d'Messagen am Netz hänke bliwwen, wäert de Client ëmmer erëm SYN Ufroen schécken, wouduerch de Server dauernd nei Verbindungen opbaut. Dëst wäert Reseau Stau a Verzögerung erhéijen an negativ Auswierkungen op d'allgemeng Netzwierkleistung.
Dofir, fir d'Stabilitéit an d'Zouverlässegkeet vun der Netzverbindung ze garantéieren, benotzt TCP den Dräi-Wee-Handshake fir d'Verbindung z'etabléieren fir d'Optriede vun dëse Probleemer ze vermeiden.
Resumé
DéiNetwork Packet BrokerTCP Verbindung Etablissement gëtt mat engem Dräierkoalitioun Handshake gemaach. Wärend dem Dräi-Wee-Handshake schéckt de Client als éischt e Paket mam SYN-Fändel un de Server, wat beweist datt hien eng Verbindung wëllt opbauen. Nom Empfang vun der Ufro vum Client, äntwert de Server e Paket mat SYN an ACK Fändelen un de Client, wat beweist datt d'Verbindungsufro akzeptéiert ass, a schéckt seng eegen initial Sequenznummer. Endlech äntwert de Client mat engem ACK Fändel op de Server fir unzeginn datt d'Verbindung erfollegräich etabléiert ass. Sou sinn déi zwou Parteien am ESTABLISHED Staat a kënnen ufänken Daten uneneen ze schécken.
Am Allgemengen, ass den Dräierkoalitioun Handshake Prozess fir TCP Verbindung Etablissement entworf Verbindung Stabilitéit an Zouverlässegkeet ze garantéieren, Verwirrung an Offall vun Ressourcen iwwer historesch Verbindungen vermeiden, a sécherstellen, datt béid Parteien kënnen ze kréien an Daten schécken.
Post Zäit: Jan-08-2025
