TCP/IP中的三次握手和四次挥手

tcp是面向连接的协议，提供可靠的连接服务，在建立通信前会进行三次握手，以确保双方都能连接通信。在结束通信时，会进行四次挥手。

建立连接，三次握手过程：



首先client给服务器发送一个SYN请求报文；server接收SYN请求后给client发送一个SYN和ACK作为应答，并为此次连接分配空间；client收到ACK后也给server发送一个ACK，并为此次连接分配空间，连接成功，通信开始。

断开连接，四次挥手过程：



注意：关闭端可以是客户端，可以是服务器，这里选客户端。

首先客户端先给服务器发送一个FIN报文（也就是对服务器说：“我这里没有数据发送给你了，我可以随时关闭，但是如果你还有没给我发送的数据，你可以继续发送，等你发送完毕的时候就给我发一个FIN”），然后服务器给客户端发送了ACK确认（“我收到了你的消息”），服务器可以继续传输数据，直到数据发送完成，给客户端发送一个FIN报文（“我也给你发送完成了”），然后客户端也给服务器发送一个ACK确认（“我收到了你的消息”），但是这时客户端仍然有点担心服务器没有关闭连接，所以就进入超时等待模式（TIME_WAIT）（“我还是有点担心你没收到我的消息，我还是等一会吧”），如果服务器没有收到ACK确认可以重传FIN，否则等到等待时间结束，证明服务器已经正常关闭连接了。

分配资源：客户端是在三次握手结束之后分配，服务器是在接受客户端请求再返回一个ACK确认之后分配。

释放资源：客户端是在等待超时（TIME_WAIT）之后释放，服务器是在接收客户端ACK确认信号之后释放（依据以上例子，如果服务器作为关闭端，则结果刚好相反）

问题1：为什么建立连接是三次握手而断开连接是四次挥手？

答：因为建立连接的时候客户端给服务器发送的SYN同步报文，服务器可以立即回复一个SYN+ACK的报文，其中SYN是用来同步的，ACK是用来确认的。但是在关闭的时候，客户端给服务器发送的FIN报文，这时表明客户端已经发送完数据，但是可能服务器还没发送完，就不一定马上关闭socket，而是等到服务器给客户端的数据发送完成之后才关闭。因此需要四步来完成。

问题2：为什么超时等待（TIME_WAIT）是2MSL（报文最大生存时间）？

答：因为发送丢失的报文可能是最后一个ACK报文，所以为了考虑到最糟糕的情况将等待时间设置为最长。所以TIME_WAIT就是为了作为预防传输出错设立的机制。