NetWork——关于TCP协议的三次握手和四次挥手

0. 准备知识

（1）ACK ，TCP协议规定只有ACK=1时有效，也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1。

（2）SYN，在连接建立时用来同步序号。当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文。对方若同意建立连接，则应在响应报文中使SYN=1和ACK=1，因此SYN置1就表示这是一个连接请求或连接接受报文。

（3）FIN，用来释放一个连接。当 FIN = 1 时，表明此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放连接。

1. 三次握手和四次挥手示意图



1. 1 三次握手详细示意图






（1）首先由Client发出请求连接即 SYN=1 ACK=0，TCP规定SYN=1时不能携带数据，但要消耗一个序号，因此声明自己的序号是 seq=x。

（2）然后 Server 进行回复确认，即 SYN=1 ACK=1 seq=y，ack=x+1。

（3）再然后 Client 再进行一次确认，但不用SYN 了，这时即为 ACK=1，seq=x+1， ack=y+1。

1. 2 三次握手中的问题






[b]1.3 四次挥手详细示意图
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（1）当客户A 没有东西要发送时就要释放 A 这边的连接，A会发送一个报文（没有数据），其中 FIN 设置为1，进入FIN_WAIT状态，服务器B收到后会给A一个确认，这时A那边不再发送数据信息（但仍可接收信息）。

（2）A收到B的确认后进入等待状态，等待B请求释放连接，注意这里首先提出中断连接端可以是Client端，也可以是Server端。 B数据发送完成后就向A请求连接释放，也是用FIN=1 表示，并且用ack = u+1(如图）， A收到后回复一个确认信息，并进入 TIME_WAIT 状态，等待2MSL 时间。最后这里为什么还要等待呢？是防止最后一个ACK的丢失，B在超时后会重新发送FIN。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。

1.4 最后是一些细节总结

（1）TIME_WAIT状态中所需要的时间是依赖于实现方法的。典型的值为30秒、1分钟和2分钟。

（2）服务器B存在一个保活状态，即如果A突然故障死机了，那B那边的连接资源什么时候能释放呢？ 就是保活时间到了后，B会发送探测信息，以决定是否释放连接。

（3）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报文时，很可能数据信息没有传完并不会立即关闭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。

（4）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？

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，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。