TCP的三次握手建立连接与四次挥手释放连接

一、TCP的三次握手建立连接

三次握手，指通信双方建立TCP连接时，需要发送三次包，其执行过程如下图所示：



第一次握手：Client端联系Server端（SYN=1，seqc=x），意思是告诉对方“我想跟你建立连接”，同步信号SYN=1及我的初始序号为Seqc=x；



第二次握手：Server端回复Client端（SYN=1，ACK=1，ackc=x+1，seqs=y），意思是“好的，已收到，我同意建立连接”，同步信号SYN=1，确认信号ACK=1，对对方的初始序号的确认ackx+1我的初始序号Seqs=y;



第三次握手：Client回复Server端（ACK=1，acks=y+1，seqc=x+1）,意思是“好的，已收到，我准备发送数据了”，确认信号ACK=1，对对方的序列号确认acks=y+1，如果自己这一端发送数据则Seqc=x+1

二、TCP四次挥手释放连接

四次挥手，指的是通信双方结束本次通话需要发送四次数据包，其过程如下图所示：



第一次挥手：主动方回复另一方（ACK=1，FIN=1，seq1=u），意思是“你刚才发的东西我已收到，我没有数据发送了”，所以ACK=1是对上一报文的确认，FIN=1表示自己这边已没有数据了；

第二次挥手：被动方回复主动方（ACK=1，ack1=u+1，seq2=v），意思是“收到你的信息，我可能还有数据要发”，所以ACK=1，ack1=m+1是对报文的确认，同时自己这边的序号到Seq2=n了；

第三次挥手：因为主动方没有数据了，一直处于等待状态，所以这一次由被动方发起（ACK=1，FIN=1，ack1=u+1，seq2=w），意思是“我也没有数据发送了，可以结束连接了”；

第四次挥手：主动方回复被动方（ACK=1，ack2=w+1，seq1=u+1），意思是“收到”。

然后主动方等待一定时间，如果没有收到对方重发的FIN报文则表示对方已成功关闭连接，自己这边也可以关闭连接了；如果对方等待超时仍没有收到ACK报文则肯定会重新发送FIN报文，所以这个一定时间就是指TIME_WAIT状态，所以等待是否重新发送ACK报文

三、为什么建立连接需要三次握手，而释放连接需要四次握手？

答：因为建立连接时，服务端一直就处于Listen状态下，当收到客户端的SYN请求后，就将ACK和SYN放在一个报文中发送给客户端；而释放连接时，主动方发送FIN报文只表示当前自己已没有数据发送了，但对方可能还有数据发送，所以被动方先回复一个ACK报文确认收到该报文，然后当被动方也没有数据发送时就会再发起一个FIN报文报告自己没有数据发送时，然后再被主动方确认后释放连接。

四、为什么TIME_WAIT状态需要等待一定时间才能真正释放连接？

答：首先这个一定时间跟具体实现有关，而需要等待这段时间是为了确认主动方发送的ACK报文被对方收到了并且对方已关闭了连接，否则主动方直接关闭了连接而发送的ACK报文由于网络不可靠中途丢失了，那么另一方就要不断重发FIN报文苦等ACK报文而不得，空浪费资源。