使用Wireshark对网络通信扑捉，进行三次握手和四次挥手原理分析

在网络的通信的时候，都有听说过三次握手四次挥手。但是对其原理是否清晰?本篇文章通过使用wireshark对网络通信扑捉，进行原理分析。
1 BIO代码实现

//服务端代码 
public class ServerSocket { 
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        //创建ServerSocket对象，用于客户端的连接 
        java.net.ServerSocket serverSocket = new java.net.ServerSocket(8989); 
        //定义输入流对象读取数据 
        byte[] bytes = new byte[1024]; 
        try { 
 
            while (true) { 
                System.out.println("服务端发生阻塞，等待连接...."); 
                //调用accept方法监听客户端，阻塞方法 
                Socket accept = serverSocket.accept(); 
                //调用Socket对象的方法获取输入流对象 
                InputStream inputStream = ((Socket) accept).getInputStream(); 
                System.out.println("服务端发生阻塞，等待接收数据...."); 
                int read = inputStream.read(bytes); 
                System.out.println(new String(bytes, 0, read)); 
                //关闭资源 
                accept.close(); 
            } 
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } finally { 
            if (serverSocket != null && !serverSocket.isClosed()) { 
                serverSocket.close(); 
            } 
        } 
    } 
} 
 
//客户端代码 
public class ClientSocket { 
    public static void main(String[] args) throws  Exception { 
        //创建Socket对象，与服务端Socket建立连接 
        Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8989); 
        //获取输出流对象 
        OutputStream  outputStream=socket.getOutputStream(); 
        System.out.println("客户端阻塞，接收键盘输入...."); 
        //接收键盘输入，模拟延迟消息发送 
        Scanner scanner=new Scanner(System.in); 
        String  scannerString=scanner.next(); 
        outputStream.write(scannerString.getBytes()); 
        System.out.println("客户端录入完成...."); 
      //使用输出流对象写入数据 
//        outputStream.write("itheima-TCP".getBytes()); 
         //释放资源 
        socket.close(); 
 
    } 

 2 Socket的API(构造方法)

Socket()：无参构造方法。 
Socket(InetAddress address,int port)：创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口。 
Socket(InetAddress address,int port,InetAddress localAddr,int localPort)：创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口。 
Socket(String host,int port)：创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口。 
Socket(String host,int port,InetAddress localAddr,int localPort)：创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口。Socket 会通过调用 bind() 函数来绑定提供的本地地址及端口。 

 3 Socket的API( 普通方法)

void bind(SocketAddress bindpoint)：将套接字绑定到本地地址。 
void close()：关闭此套接字。 
void connect(SocketAddress endpoint)：将此套接字连接到服务器。 
InetAddress getInetAddress()：返回套接字的连接地址。 
InetAddress getLocalAddress()：获取套接字绑定的本地地址。 
InputStream getInputStream()：返回此套接字的输入流。 
OutputStream getOutputStream()：返回此套接字的输出流。 
SocketAddress getLocalSocketAddress()：返回此套接字绑定的端点地址，如果尚未绑定则返回null。 
SocketAddress getRemoteSocketAddress()：返回此套接字的连接的端点地址，如果尚未连接则返回 null。 
int getLoacalPort()：返回此套接字绑定的本地端口。 
intgetPort()：返回此套接字连接的远程端口 

 4 WebSocket的API(构造方法)

ServerSocket()：无参构造方法。 
ServerSocket(int port)：创建绑定到特定端口的服务器套接字。 
ServerSocket(int port,int backlog)：使用指定的 backlog 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口。 
ServerSocket(int port,int backlog,InetAddress bindAddr)：使用指定的端口、监听 backlog 和要绑定到本地的 IP 地址创建服务器 

 5 WebSocket的API(普通方法)

Server accept()：监听并接收到此套接字的连接。 
void bind(SocketAddress endpoint)：将 ServerSocket 绑定到指定地址（IP 地址和端口号）。 
void close()：关闭此套接字。 
InetAddress getInetAddress()：返回此服务器套接字的本地地址。 
int getLocalPort()：返回此套接字监听的端口。 
SocketAddress getLocalSoclcetAddress()：返回此套接字绑定的端口的地址，如果尚未绑定则返回 null。 
int getReceiveBufferSize()：获取此 ServerSocket 的 SO_RCVBUF 选项的值，该值是从ServerSocket 接收的套接字的建议缓冲区大小。 
 
 
accept()方法会返回一个和客户端Socket对象相连的Socket对象。使用Socket的getOutputStream可以向客户端发送信息。使getIutputStreamke可以获取客户端传过来数据。 

 6 TCP协议中，建立连接三次握手

 1.简述

在tcp协议中，双方建立连接的时候是需要三次握手。这个连接建立需要一方主动打开，另外一方被动打开的。下图为建立连接图解。

上图解释

SYN(建立连接) 请求建立连接，并在其序列号字段进行序列号的初始值设定。建立连接，设置为1。

ACK(acknowledgement 确认) 确认号是否有效，一般置为1

PSH(push传送) 提示接受端应用程序立即从TCP缓冲区把数据读走。

FIN(finish结束) 希望断开连接。

RST(reset重置) 对方要求重新建立连接，复位。

URG(urgent紧急) 紧急指针是否有效。为2，表示某一位被优先处理。

2. 网络请求建立连接,经历三次握手流程

a 第一次握手

在第一次"握手"时，客户端向服务端发送SYN标志位，目的是与服务端建立连接。Seq代表sequence，number(发送数据流序号), 例如：Seq的值是5,说明在数据流中曾经一共发送了 1, 2, 3，4 这4次数据。而在本次"握手"中, Seq的值是0，代表客户端曾经没有给服务端发送数据。另外Len=0也可以看出来是没有数据可供发送的，客户端仅仅发送一个SYN标志位到服端代表要进行连接。

b 第二次握手

第二次"握手"时，服务端向客户端发送 SYN ACK 标志位，其中ACK标志位表示是对收到的数据包的确认，说明服务端接收到了客户端的连接。ACK的值是1，表示服务端期待下一次从客户端发送数据流的序列号是1，而Seq=0代表服务端曾经并没有给客户端发送数据，而本次也没有发送数据，因为Len=0也证明了这一点。

c 第三次握手

第三次“握手”时，客户端向服务端发送的ACK标志位为1, Seq的值是1。Seq=l代表这正是服务端所期望的Ack=1。Len=0说明客户端这次还是没有向服务端传递数据，而客户端向服务端发送ACK 标志位为1的信息，说明客户端期待服务端下一次传送的Seq的值是1。

3. 为什么要进行三次握手

为了防止服务器端开启一些无用的连接，增加服务器开销。以及防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。

7 TCP协议中，连接断开时候(四次挥手)

1. 四次挥手

即TCP连接的释放(解除)。连接的释放必须是一方主动释放，另一方被动释放。以下为客户端主动发起释放连接的图解：

简述流程

• a 客户端到服务端，我要关了。
• b 服务端到客户端，好的，我收到了。
• c 服务端到客户端，我也关了。
• d 客户端到服务端，好的，收到。

2. 四次挥手执行流程

• a 第一次挥手 在第一次"挥手"时，客户端到服务器发送标志位FIN ACK,告知服务端客户端关闭了。Seq=1表示本次数据流的序号为1，Ack=1表示客户端期望服务端下一次发送的数据流的序号为1。len=0，说明没有数据传输到服务端。
• b 第二次挥手 在第二次"挥手"时,服务端向客户端发送标志位ACK,Seq=1代表的正是客户端想看的Ack=1。Ack=2表示服务端期望下一次客户端发送的数据流的序号为2。len=0,说明没有数据传输到客户端。
• c 第三次挥手 在第三次"挥手"时,服务端向客户端发送标志位FIN ACK,告知客户端服务端关闭了。Seq=1代表的正是客户端想看的Ack=1。Ack=2表示服务端期望下一次客户端发送的数据流的序号为2。len=0,说明没有数据传输到客户端。
• d 第四次挥手 在第四次"挥手"时,客户端向服务端发送标志位ACK，告知服务端客户端已经收到服务端关闭信息。Seq=2 代表的正是服务端想看的Ack=2，ACK=2表示客户端期望下一次服务端发送的数据流的序号为2。

注意 BIO存在问题

1 客户端已经连接服务端，尚未发送数据，read阻塞

2 新的客户端无法正常连接

解决办法

1 线程解决(mysql客户端连接服务器)

2 线程池解决(线程池泄露)

3 NIO解决

4 websocket