[计算机网络笔记]第三部分——传输层之TCP 连接建立与拆除的过程

TCP连接的建立与拆除（三次握手与四次挥手）：

 三次握手：是为了确定双方都确切地连接到了一起。

 三次握手过程：

客户端发起连接，发送SYN=1的TCP报文，序号随机产生，这里为了方便我们将其设为0，即Seq=0,SYN=1

服务器接收到客户端的报文，同意建立连接，发送响应报文，响应报文中SYN=1，序号依旧随机，我们为了方便也将其设为100，同时响应报文还需携带ACK确认信息，标识位（小写ack）ack=1，确认号（大写ACK）是请求报文序号+1=1，即Seq=100,SYN=1,ACK=1

客户端收到服务器响应，需要返回接收确认报文，但不再需要SYN标识位置1，ACK确认号为对方上一次响应报文的序号+1=11，本报文的序号=对方上一次响应报文的ACK=1，即Seq=1,ACK=11

注意:

其实三次握手并不能确保连接一定建立成功，但是更多次数的开销太大

而且三次握手并不是公平的，客户端，也就是发起连接的一端应当是承担了更大风险的，例如当三次握手的第三次丢包了，此时客户端已经建立了并且要维护TCP连接，但服务器却因为没有收到第三次报文而超时，取消建立连接。但是我们需要让服务器承担更小的负担和风险，所以默认这样做。

三次握手并不是每一次SYN都是1，只有前两次SYN=1，第三次SYN=0，第三次只是普通的ACK报文

现在的TCP，为了节约时间，可以在三次握手的第三次，也就普通的ACK报文中携带数据，也就是三次握手不再单纯地建立连接，也有了发送数据的功能

在三次握手的时候，在前两次TCP报文没有携带数据，而携带了首部SYN=1，但是ACK也是要+1的，即消耗了序号Seq，而在三次握手之后，使用TCP连接，如果没有发送数据，比如只是单纯地响应回复ACK报文，是不消耗序号Seq的。

 四次挥手：实质上是一方断开连接*2，因为TCP是全双工的，即双方可以同时收发数据而不受干扰，因而允许一方关闭TCP连接不再发送数据而另一方没有关闭连接继续发送，所以，一次完整的TCP连接的拆除需要双方都关闭连接。

 四次挥手过程：

客户端（其实服务端也行）发送关闭连接的报文，其中FIN=1，为了方便我们假设这个报文的序号是100，即FIN=1，Seq=100

服务器接收到关闭连接的请求报文，发送响应报文，其中FIN不设置，也就是为0，只有确认号ACK=对方上一次请求报文序号+1=101，ack标识=1，为了方便，我们假设服务器序号Seq=200，即ack=1，ACK=101，Seq=200

客户端接收到服务器的响应报文，至此，客户端已经关闭了TCP连接，客户端不能再通过这个TCP连接发送数据了，但是可以接收数据，和返回ACK报文

服务器有数据就继续发送，如果没有了，要关闭连接了，进入四次挥手的第二阶段，也就是第三次挥手，服务器发送FIN=1，Seq=200的连接关闭请求报文

客户端响应服务器的请求报文，发送ACK确认响应，其中FIN不设置，也就是为0，ack标识=1，ACK确认号=请求报文序号+1=201，序号Seq=上一次ACK报文的ACK=101

服务器接收到客户端的响应报文，至此双方的连接都关闭了

注意：

四次挥手只有第一次，第三次的FIN标识是1，剩余两次只是单纯的ACK确认响应报文

存在这样的情况，只一方关闭连接，即只完成了两次挥手，然后另一方还在发送数据，关闭连接的一方还接收数据的情况。

 TCP三次握手、四次挥手和发送数据的时序图（以上面的数据为例）



 说明：

1-3是三次握手的过程

4-7是连接建立之后互相发送数据的过程

8-11是四次挥手的过程

3只是一个单纯的ACK响应，同时从3-4可以看出，单纯的ACK响应是不消耗序号的，3与4的序号相同

在连接建立之后，发送数据时，响应报文ACK=对方的报文的Seq+Data=下一次对方发送报文的Seq

8-9是A关闭对B的连接，但是B还没有关闭对A的连接，也就是说在9-10之间，B还可以向A发送数据

真实情况中，TCP是使用流水线的（不等待对方的ACK报文，持续发送），而不是像上图一样等停（等待收到对方的响应报文之后才再次发送），流水线的情况和上图区别主要在对冗余ACK的处理上流水线的会更复杂一些。前面提到的TCP可靠传输的实现的第7点说到了冗余ACK的问题。