简述TCP三次握手和四次挥手的过程和理解

在讲解之前先来熟悉一下TCP报文头部

源端口、目标端口：计算机上的进程要和其他进程通信是要通过计算机端口的，而一个计算机端口某个时刻只能被一个进程占用，所以通过指定源端口和目标端口，就可以知道是哪两个进程需要通信。源端口、目标端口是用16位表示的，可推算计算机的端口个数为2^16个。

序列号：表示本报文段所发送数据的第一个字节的编号。在TCP连接中所传送的字节流的每一个字节都会按顺序编号。由于序列号由32位表示，所以每2^32个字节，就会出现序列号回绕，再次从 0 开始。

确认号：表示接收方期望收到发送方下一个报文段的第一个字节数据的编号。也就是告诉发送方：我希望你（指发送方）下次发送的数据的第一个字节数据的编号为此确认号。

数据偏移：表示TCP报文段的首部长度，共4位，由于TCP首部包含一个长度可变的选项部分，需要指定这个TCP报文段到底有多长。它指出 TCP 报文段的数据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远。该字段的单位是32位(即4个字节为计算单位），4位二进制最大表示15，所以数据偏移也就是TCP首部最大60字节。

URG：表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。后面的紧急指针字段（urgent pointer）只有当URG=1时才有效。

ACK：表示是否前面确认号字段是否有效。只有当ACK=1时，前面的确认号字段才有效。 TCP规定，连接建立后，ACK必须为1,带ACK标志的TCP报文段称为确认报文段。

PSH：提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据，为接收后续数据腾出空间。如果为1，则表示对方应当立即把数据提交给上层应用，而不是缓存起来，如果应用程序不将接收到的数据读走，就会一直停留在TCP接收缓冲区中。

RST：如果收到一个RST=1的报文，说明与主机的连接出现了严重错误（如主机崩溃），必须释放连接，然后再重新建立连接。或者说明上次发送给主机的数据有问题，主机拒绝响应，带RST标志的TCP报文段称为复位报文段。

SYN：在建立连接时使用，用来同步序号。当SYN=1，ACK=0时，表示这是一个请求建立连接的报文段；当SYN=1，ACK=1时，表示对方同意建立连接。SYN=1，说明这是一个请求建立连接或同意建立连接的报文。只有在前两次握手中SYN才置为1，带SYN标志的TCP报文段称为同步报文段。

FIN：表示通知对方本端要关闭连接了，标记数据是否发送完毕。如果FIN=1，即告诉对方： “我的数据已经发送完毕，你可以释放连接了”，带FIN标志的TCP报文段称为结束报文段。

三次握手过程

1.第一次握手：客户机将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=x，并将该数据包发送给服务器，客户机进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。

2.第二次握手：服务器收到数据包后，由标志位SYN=1知道客户机请求建立连接，服务器将标志位SYN和ACK都置为1，ack=x+1，随机产生一个值seq=y，并将该数据包发送给客户机以确认连接请求，服务器进入SYN_RCVD状态。

3.第三次握手：客户机收到确认后，检查ack是否为x+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=y+1，并将该数据包发送给服务器，服务器检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，客户机和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后客户机与Se服务器之间可以开始传输数据了。

四次挥手

1.第一次挥手：客户机发送一个FIN，用来关闭客户机到服务器的数据传送，客户机进入FIN_WAIT_1状态。

2.第二次挥手：服务器收到FIN后，发送一个ACK给客户机，确认序号为收到序号+1，则服务器进入CLOSE_WAIT状态。

3.第三次挥手：服务器发送一个FIN，用来关闭服务器到客户机的数据传送，服务器进入LAST_ACK状态。

4.第四次挥手：客户机收到FIN后，客户机进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给服务器，确认序号为收到序号+1，服务器进入CLOSED状态，完成四次挥手。

注意：TCP连接时全双工的，每个方向都必须要单独进行关闭。这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止本方向的连接，收到一个FIN只是意味着发送方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到另一方向也发送了FIN，这个循环才会终止。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭。