三次握手四次揮手
目錄- 三次握手四次揮手
- 1、概念介紹
- 2、三次握手程序理解
- 3、四次揮手程序理解
- 4、常見問題
1、概念介紹
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序列號seq：占4個位元組，用來標記資料段的順序，TCP把連接中發送的所有資料位元組都編上一個序號，第一個位元組的編號由本地隨機產生；給位元組編上序號后，就給每一個報文段指派一個序號；序列號seq就是這個報文段中的第一個位元組的資料編號，
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確認號ack：占4個位元組，期待收到對方下一個報文段的第一個資料位元組的序號；序列號表示報文段攜帶資料的第一個位元組的編號；而確認號指的是期望接收到下一個位元組的編號；因此當前報文段最后一個位元組的編號+1即為確認號，
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確認ACK：占1位，僅當ACK=1時，確認號欄位才有效，ACK=0時，確認號無效
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同步SYN：連接建立時用于同步序號，當SYN=1，ACK=0時表示：這是一個連接請求報文段，若同意連接，則在回應報文段中使得SYN=1，ACK=1，因此，SYN=1表示這是一個連接請求，或連接接受報文，SYN這個標志位只有在TCP建產連接時才會被置1，握手完成后SYN標志位被置0，
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終止FIN：用來釋放一個連接，FIN=1表示：此報文段的發送方的資料已經發送完畢，并要求釋放運輸連接
PS：ACK、SYN和FIN這些大寫的單詞表示標志位，其值要么是1，要么是0；ack、seq小寫的單詞表示序號，
| 欄位 | 含義 |
|---|---|
| URG | 緊急指標是否有效，為1，表示某一位需要被優先處理 |
| ACK | 確認號是否有效，一般置為1， |
| PSH | 提示接收端應用程式立即從TCP緩沖區把資料讀走， |
| RST | 對方要求重新建立連接，復位， |
| SYN | 請求建立連接,并在其序列號的欄位進行序列號的初始值設定，建立連接，設定為1 |
| FIN | 希望斷開連接， |
2、三次握手程序理解
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第一次握手：建立連接時，客戶端發送syn包（syn=x）到服務器，并進入SYN_SENT狀態，等待服務器確認；SYN：同步序列編號（Synchronize Sequence Numbers），
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第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=x+1），同時自己也發送一個SYN包（syn=y），即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態；
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第三次握手：客戶端收到服務器的SYN+ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=y+1），此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED（TCP連接成功）狀態，完成三次握手，
3、四次揮手程序理解
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客戶端行程發出連接釋放報文，并且停止發送資料，釋放資料報文首部，FIN=1，其序列號為seq=u（等于前面已經傳送過來的資料的最后一個位元組的序號加1），此時，客戶端進入FIN-WAIT-1（終止等待1）狀態， TCP規定，FIN報文段即使不攜帶資料，也要消耗一個序號，
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服務器收到連接釋放報文，發出確認報文，ACK=1，ack=u+1，并且帶上自己的序列號seq=v，此時，服務端就進入了CLOSE-WAIT（關閉等待）狀態，TCP服務器通知高層的應用行程，客戶端向服務器的方向就釋放了，這時候處于半關閉狀態，即客戶端已經沒有資料要發送了，但是服務器若發送資料，客戶端依然要接受，這個狀態還要持續一段時間，也就是整個CLOSE-WAIT狀態持續的時間，
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客戶端收到服務器的確認請求后，此時，客戶端就進入FIN-WAIT-2（終止等待2）狀態，等待服務器發送連接釋放報文（在這之前還需要接受服務器發送的最后的資料），
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服務器將最后的資料發送完畢后，就向客戶端發送連接釋放報文，FIN=1，ack=u+1，由于在半關閉狀態，服務器很可能又發送了一些資料，假定此時的序列號為seq=w，此時，服務器就進入了LAST-ACK（最后確認）狀態，等待客戶端的確認，
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客戶端收到服務器的連接釋放報文后，必須發出確認，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列號是seq=u+1，此時，客戶端就進入了TIME-WAIT（時間等待）狀態，注意此時TCP連接還沒有釋放，必須經過2??MSL（最長報文段壽命）的時間后，當客戶端撤銷相應的TCB后，才進入CLOSED狀態，
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服務器只要收到了客戶端發出的確認，立即進入CLOSED狀態，同樣，撤銷TCB后，就結束了這次的TCP連接，可以看到，服務器結束TCP連接的時間要比客戶端早一些，
4、常見問題
- 【問題1】為什么連接的時候是三次握手，關閉的時候卻是四次握手？
答：因為當Server端收到Client端的SYN連接請求報文后，可以直接發送SYN+ACK報文，其中ACK報文是用來應答的，SYN報文是用來同步的，但是關閉連接時，當Server端收到FIN報文時，很可能并不會立即關閉SOCKET，所以只能先回復一個ACK報文，告訴Client端，"你發的FIN報文我收到了"，只有等到我Server端所有的報文都發送完了，我才能發送FIN報文，因此不能一起發送，故需要四步握手，
- 【問題2】為什么TIME_WAIT狀態需要經過2MSL(最大報文段生存時間)才能回傳到CLOSE狀態？
答：雖然按道理，四個報文都發送完畢，我們可以直接進入CLOSE狀態了，但是我們必須假象網路是不可靠的，有可以最后一個ACK丟失，所以TIME_WAIT狀態就是用來重發可能丟失的ACK報文，在Client發送出最后的ACK回復，但該ACK可能丟失，Server如果沒有收到ACK，將不斷重復發送FIN片段，所以Client不能立即關閉，它必須確認Server接收到了該ACK，Client會在發送出ACK之后進入到TIME_WAIT狀態，Client會設定一個計時器，等待2MSL的時間，如果在該時間內再次收到FIN，那么Client會重發ACK并再次等待2MSL，所謂的2MSL是兩倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)，MSL指一個片段在網路中最大的存活時間，2MSL就是一個發送和一個回復所需的最大時間，如果直到2MSL，Client都沒有再次收到FIN，那么Client推斷ACK已經被成功接收，則結束TCP連接，
- 【問題3】為什么不能用兩次握手進行連接？
答：3次握手完成兩個重要的功能，既要雙方做好發送資料的準備作業(雙方都知道彼此已準備好)，也要允許雙方就初始序列號進行協商，這個序列號在握手程序中被發送和確認，現在把三次握手改成僅需要兩次握手，死鎖是可能發生的，作為例子，考慮計算機S和C之間的通信，假定C給S發送一個連接請求分組，S收到了這個分組，并發 送了確認應答分組，按照兩次握手的協定，S認為連接已經成功地建立了，可以開始發送資料分組，可是，C在S的應答分組在傳輸中被丟失的情況下，將不知道S 是否已準備好，不知道S建立什么樣的序列號，C甚至懷疑S是否收到自己的連接請求分組，在這種情況下，C認為連接還未建立成功，將忽略S發來的任何資料分 組，只等待連接確認應答分組，而S在發出的分組超時后，重復發送同樣的分組，這樣就形成了死鎖，
- 【問題4】如果已經建立了連接，但是客戶端突然出現故障了怎么辦？
TCP還設有一個保活計時器，顯然，客戶端如果出現故障，服務器不能一直等下去，白白浪費資源，服務器每收到一次客戶端的請求后都會重新復位這個計時器，時間通常是設定為2小時，若兩小時還沒有收到客戶端的任何資料，服務器就會發送一個探測報文段，以后每隔75秒鐘發送一次，若一連發送10個探測報文仍然沒反應，服務器就認為客戶端出了故障，接著就關閉連接，
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