文章目录

TCP 三次握手
- 第一次握手(SYN=1, seq=x)
- 第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1)
- 第三次握手(ACK=1，ACKnum=y+1)
- 为什么需要三次握手？两次不行吗？
TCP协议四次挥手
- 第一次挥手（FIN=1，seq=x)
- 第二次挥手（ACK=1，ACKnum=x+1）
- 第三次挥手（FIN=1，seq=y）
- 第四次挥手（ACK=1，ACKnum=y+1）
- 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？
- 为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

TCP 三次握手

所谓三次握手（Three-way Handshake)，是建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。

三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立连接，并同步连接双方的序列号和确认号，交换窗口大小信息。

第一次握手(SYN=1, seq=x)

建立连接，客户端发送连接请求报文段，这是报文首部中的同步位SYN=1，同时选择一个初始序列seq=x，此时，客户端进程进入了SYN-SENT（同步已发送状态）。TCP规定，SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但需要消耗掉一个序号。

第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1)

服务器收到客户端的SYN报文段，如果同意连接，则发出确认报文。确认报文中应该ACK=1,SYN=1，确认号ACKnum=x+1;同时，自己还要发送SYN请求信息，SYN=1，为自己初始化一个序列号seq=y,服务器端将上述所有信息放到一个报文段（即SYN+ACK报文段）中，一并发送给客户端，此时，TCP服务器进程进入SYN-RCVD（同步收到）状态。这个报文也不能携带数据，但是同样要消耗一个序号。

第三次握手(ACK=1，ACKnum=y+1)

客户单收到服务器的SYN+ACK报文段，再次发送确认包（ACK），SYN标志位0，ACK标志位为1，确认号ACKnum = y+1，这个报文段发送完毕以后，客户端和服务器都进入ESTABLISHED（已建立连接）状态，完成TCP三次握手。

为什么需要三次握手？两次不行吗？

为了防止已失效的连接请求报文端突然又传到服务端，因而产生错误。

目的：为了防止第一次握手时的请求报文段，在发送到某个地方由于链路拥堵而超时抵达服务器，这时服务器还会响应，向客户端发送确认报文段，而客户端已经超时，所以不会再等下去。而只有客户端及时收到服务器发送的确认报文段，而且及时响应服务器。

具体例子：“已失效的连接请求报文段”的产生在这样一种情况下：client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。这样，server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。”

TCP协议四次挥手

TCP连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手（Four-way handshake),也叫做改进的三次挥手。客户端或服务器均可主动发起挥手动作。

第一次挥手（FIN=1，seq=x)

主机1(可以是客户端，也可以是服务器)，设置seq=x,向主机2发送一个FIN报文段，此时主机1进入FIN_WAIT_1状态，这表示主机1没有数据要发送给主机2了。

第二次挥手（ACK=1，ACKnum=x+1）

主机2收到主机1发送的FIN报文段，向主机1回一个ACK报文段，ACKnum=x+1,主机1进入FIN_WAIT_2状态，主机2告诉主机1，我“同意”你的关闭请求。

第三次挥手（FIN=1，seq=y）

主机2向主机1发送FIN报文段，请求关闭连接，同时主机2进入LAST_ACK状态。

第四次挥手（ACK=1，ACKnum=y+1）

主机1收到主机2发送的FIN报文段，向主机2发送ACK报文段，然后主机1进入TIME_WAIT状态，主机2收到主机1的报文段以后，就关闭连接；此时，主机1等待2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那么，主机1也可以关闭连接了，进入CLOSED状态。

为什么要等待2MSL这个固定时间(两个最大段时间周期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime)之后，没有收到服务器端的ACK，认为服务器端已经正常关闭，遇事自己也关闭连接，进入CLOSED状态。

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？

按理说四个报文发完，就直接进入CLOSE状态，但是，我们顾虑的是在传输过程中超时或丢失(不可靠)ACK，所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。
还有就是，防止类似于“三次握手”中提到的“已经失效的连接请求报文段”出现在本连接中。客户单发送完最后一个确认报文后，在这个2MSL时间中，就可以使本连接持续的时间内锁产生的所有报文段都从网络中消失。这样新的连接中就不会出现旧连接的请求报文。

为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

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报文是，很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复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。

由于TCP协议是全双工的，也就是说客户端和服务器都可以发起断开连接。两边各发起一次断开连接的申请，加上各自的两次确认，看起来就像执行了四次挥手。

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