TCP的三次握手与四次挥手

位码即tcp标志位,有6种标示:

SYN(synchronous建立联机)
ACK(acknowledgement 确认)
PSH(push传送)
RST(reset重置)
Sequence number(顺序号码)
Acknowledge number(确认号码)

整个过程如下图所示：

三次握手

根据下面这幅图我们来看一下TCP三次握手。p.s: 每个箭头代表一次握手。

client发送一个SYN(J)包给server，然后等待server的ACK回复，进入SYN-SENT状态。p.s: SYN为synchronize的缩写，ACK为acknowledgment的缩写。

第二次握手

server接收到SYN(seq=J)包后就返回一个ACK(J+1)包以及一个自己的SYN(K)包，然后等待client的ACK回复，server进入SYN-RECIVED状态。

第三次握手

client接收到server发回的ACK(J+1)包后，进入ESTABLISHED状态。然后根据server发来的SYN(K)包，返回给等待中的server一个ACK(K+1)包。等待中的server收到ACK回复，也把自己的状态设置为ESTABLISHED。到此TCP三次握手完成，client与server可以正常进行通信了。

为什么要进行三次握手

我们来看一下为什么需要进行三次握手，两次握手难道不行么？这里我们用一个生活中的具体例子来解释就很好理解了。我们可以将三次握手中的客户端和服务器之间的握手过程比喻成A和B通信的过程：

• 在第一次通信过程中，A向B发送信息之后，B收到信息后可以确认自己的收信能力和A的发信能力没有问题。
• 在第二次通信中，B向A发送信息之后，A可以确认自己的发信能力和B的收信能力没有问题，但是B不知道自己的发信能力到底如何，所以就需要第三次通信。
• 在第三次通信中，A向B发送信息之后，B就可以确认自己的发信能力没有问题。

四次挥手

以下面这张图为例，我们来分析一下TCP四次挥手的过程。

假设Client端发起中断连接请求，也就是发送FIN报文。Server端接到FIN报文后，意思是说”我Client端没有数据要发给你了”，但是如果你还有数据没有发送完成，则不必急着关闭Socket，可以继续发送数据。所以你先发送ACK，”告诉Client端，你的请求我收到了，但是我还没准备好，请继续你等我的消息”。这个时候Client端就进入FIN_WAIT状态，继续等待Server端的FIN报文。当Server端确定数据已发送完成，则向Client端发送FIN报文，”告诉Client端，好了，我这边数据发完了，准备好关闭连接了”。Client端收到FIN报文后，”就知道可以关闭连接了，但是他还是不相信网络，怕Server端不知道要关闭，所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态，如果Server端没有收到ACK则可以重传。“，Server端收到ACK后，”就知道可以断开连接了”。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，我Client端也可以关闭连接了。Ok，TCP连接就这样关闭了！

第一次挥手

client发送一个FIN(M)包，此时client进入FIN-WAIT-1状态，这表明client已经没有数据要发送了。

第二次挥手

server收到了client发来的FIN(M)包后，向client发回一个ACK(M+1)包，此时server进入CLOSE-WAIT状态，client进入FIN-WAIT-2状态。

第三次挥手

server向client发送FIN(N)包，请求关闭连接，同时server进入LAST-ACK状态。

第四次挥手

client收到server发送的FIN(N)包，进入TIME-WAIT状态。向server发送ACK(N+1)包，server收到client的ACK(N+1)包以后，进入CLOSE状态；client等待一段时间还没有得到回复后判断server已正式关闭，进入CLOSE状态。

整个过程Client端所经历的状态如下：

而Server端所经历的过程如下：

【问题1】为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，”你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假想网络是不可靠的，有可能最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。

参考链接：
https://blog.csdn.net/whuslei/article/details/6667471 https://juejin.im/post/5a7835a46fb9a063606eb801