看到了一道面試題：“為什么TCP建立連接協(xié)議是三次握手低散，而關(guān)閉連接卻是四次握手呢俯邓？為什么不能用兩次握手進(jìn)行連接？”熔号，想想最近也到金三銀四了稽鞭，所以就查閱了相關(guān)資料，整理出來了這篇文章引镊，希望對(duì)你們有所幫助朦蕴。

TCP 連接

我們先來補(bǔ)一下基礎(chǔ)什么是 TCP 協(xié)議？傳輸控制協(xié)議（ Transmission Control Protocol, TCP ）是種面向連接弟头、確保數(shù)據(jù)在端到端間可靠傳輸?shù)膮f(xié)議吩抓。面向連接是插在發(fā)送數(shù)據(jù)前，需要先建立一條虛擬的鏈路赴恨，然后讓數(shù)據(jù)在這條鏈路上“流動(dòng)”完成傳輸疹娶。

TCP 是可靠的，會(huì)盡自己最大的努力去完成數(shù)據(jù)傳輸伦连，TCP 協(xié)議比較復(fù)雜雨饺，內(nèi)容非常的豐富，跟我們今天要討論的連接協(xié)議相關(guān)的就是中間那六個(gè)狀態(tài)位： URG惑淳、ACK额港、PSH、RST歧焦、SYN移斩、FIN ，都置為 1 表示有效，在這六個(gè)當(dāng)中叹哭，我們主要關(guān)注重點(diǎn)關(guān)注 ACK忍宋、SYN、FIN 這三個(gè)风罩。下面解釋一下這三個(gè)狀態(tài)位：

ACK：用于對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)，所確認(rèn)的數(shù)據(jù)由確認(rèn)序列號(hào)表示舵稠。

SYN：用作建立連接時(shí)的同步信號(hào)

FIN：表示后面沒有數(shù)據(jù)需要發(fā)送超升，通常意昧著所建立的連接需要關(guān)閉了。

好了哺徊，到這里室琢，TCP 的基礎(chǔ)知識(shí)我們就知道了，下面我們就來看看為什么

是三次握手落追，而不是四次或者兩次盈滴，為了讓你更好的理解，我把知乎上一個(gè)高贊特別形象的比喻放在這里轿钠，希望對(duì)你有所幫助巢钓。

兩次和四次都會(huì)出現(xiàn)問題，三次就剛剛好疗垛，希望這張圖能夠讓你更好的理解為什么是三次握手症汹。

我們已經(jīng)知道了 TCP 協(xié)議是三次握手，為什么是三次握手呢贷腕？

總體來說就是呼叫背镇、應(yīng)答、回應(yīng)泽裳，我們來詳細(xì)的介紹每一步：

第一步： A 機(jī)器向 B機(jī)器發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)包并將 SYN 設(shè)置為 1 瞒斩，表示希望建立連接。這個(gè)包中的序列號(hào)假設(shè)是 X涮总。

第二步： B 機(jī)器收到 A機(jī)器發(fā)過來的數(shù)據(jù)包后胸囱，通過 SYN 得知這是一個(gè)建立連接的請(qǐng)求，于是發(fā)送一個(gè)響應(yīng)包并將 SYN 妹卿、ACK 標(biāo)記都置為 1旺矾。假設(shè)這個(gè)包中的序列號(hào)是 y ，而確認(rèn)序列號(hào)必須是 x+l 夺克，表示收到了 發(fā)過來的 SYN箕宙，TCP 中， SYN 被當(dāng)作數(shù)據(jù)部分的一個(gè)字節(jié)铺纽。

第三步： A 收到 的響應(yīng)包后需進(jìn)行確認(rèn)柬帕，確認(rèn)包中將 ACK ，并將確認(rèn)序列號(hào)設(shè)置為 y+ ，表示收到了來自B 的 SYN

經(jīng)過這三步之后陷寝，兩臺(tái)服務(wù)器就建立連接了锅很，可以進(jìn)行通信數(shù)據(jù)傳輸了。為什么要三次握手呢凤跑？主要是為了信息對(duì)等和防止出現(xiàn)請(qǐng)求超時(shí)導(dǎo)致臟連接爆安。

第一是為了保證兩臺(tái)機(jī)器信息對(duì)等，確保兩臺(tái)機(jī)器都沒有什么問題：

只有三次握手之后才能夠保證兩臺(tái)服務(wù)器都完全沒有問題仔引，各自具備發(fā)報(bào)和收?qǐng)?bào)能力扔仓。

第二是防止出現(xiàn)請(qǐng)求超時(shí)導(dǎo)致臟連接。

為什么會(huì)出現(xiàn)臟連接咖耘？因?yàn)門TL 網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的生存時(shí)間往往都會(huì)超 TCP 請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間翘簇，如果兩次握手就可以創(chuàng)建連接 ，傳輸數(shù)據(jù)并釋放連接后儿倒，第一個(gè)超時(shí)的連接請(qǐng)求才到達(dá) B 機(jī)器的話版保，B 機(jī)器會(huì)以為是 A 創(chuàng)建新連接的請(qǐng)求，然后確認(rèn)同意創(chuàng)建連接夫否。因?yàn)?A 機(jī)器的狀態(tài)不是 SYl_SENT 彻犁，所以直接丟棄了 B 的確認(rèn)數(shù)據(jù) ，以致最后只是 B 機(jī)器單方面創(chuàng)建連接完畢慷吊。

三次握手就可以解決這個(gè)問題袖裕，因?yàn)樾枰?A 服務(wù)器確認(rèn)了才真正的建立了連接。

TCP 四次揮手

上面介紹了 TCP 協(xié)議連接溉瓶，有連接就有斷開急鳄，相對(duì)于三次連接，斷開卻需要四次揮手堰酿，怎么理解呢疾宏？先看下面這個(gè)場(chǎng)景：

A：B 啊，我不想玩了触创。

B：哦坎藐，你不想玩了啊，我知道了哼绑。

這個(gè)時(shí)候岩馍，還只是 A 不想玩了，也即 A 不會(huì)再發(fā)送數(shù)據(jù)抖韩，但是 B 能不能在 ACK 的時(shí)候蛀恩，直接關(guān)閉呢？當(dāng)然不可以了茂浮，很有可能 A 是發(fā)完了最后的數(shù)據(jù)就準(zhǔn)備不玩了双谆，但是 B 還沒做完自己的事情壳咕，還是可以發(fā)送數(shù)據(jù)的，所以稱為半關(guān)閉的狀態(tài)顽馋。

這個(gè)時(shí)候 A 可以選擇不再接收數(shù)據(jù)了谓厘，也可以選擇最后再接收一段數(shù)據(jù)，等待 B 也主動(dòng)關(guān)閉寸谜。

B：A 啊竟稳，好吧，我也不玩了程帕，拜拜住练。

A：好的，拜拜愁拭。

這就是一個(gè)完整的關(guān)閉連接，在這個(gè)關(guān)閉的過程中亏吝，一共說了四句話岭埠，我們也稱之為四次揮手。跟建立連接一樣蔚鸥，斷開時(shí)也是用狀態(tài)來表示惜论。

我們結(jié)合上面的時(shí)序圖和場(chǎng)景再來分析一下 TCP 斷開過程。

當(dāng) A 說“不玩了”止喷，A 就進(jìn)入 FIN_WAIT_1 的狀態(tài)馆类，B 收到“A 不玩”的消息后，發(fā)送知道了弹谁，B 就進(jìn)入 CLOSE_WAIT 的狀態(tài)乾巧。

A 收到“B 說知道了”，就進(jìn)入 FIN_WAIT_2 的狀態(tài)预愤，如果這個(gè)時(shí)候 B 直接跑路沟于，則 A 將永遠(yuǎn)在這個(gè)狀態(tài)。雖然 TCP 協(xié)議里面并沒有對(duì)這個(gè)狀態(tài)的處理植康，但是 Linux 有旷太，可以調(diào)整 tcp_fin_timeout 這個(gè)參數(shù)，設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間销睁，最后 A 也會(huì)關(guān)閉的供璧。

如果 B 沒有跑路，發(fā)送了“B 也不玩了”的請(qǐng)求到達(dá) A 時(shí)冻记，A 發(fā)送“知道 B 也不玩了”的 ACK 后睡毒，從 FIN_WAIT_2 狀態(tài)結(jié)束，按說 A 可以跑路了檩赢，但是最后的這個(gè) ACK 萬一 B 收不到呢吕嘀？則 B 會(huì)重新發(fā)一個(gè)“B 不玩了”违寞，這個(gè)時(shí)候 A 已經(jīng)跑路了的話，B 就再也收不到 ACK 了偶房，因而 TCP 協(xié)議要求 A 最后等待一段時(shí)間 TIME_WAIT趁曼，這個(gè)時(shí)間要足夠長，長到如果 B 沒收到 ACK 的話棕洋，“B 說不玩了”會(huì)重發(fā)的挡闰，A 會(huì)重新發(fā)一個(gè) ACK 并且足夠時(shí)間到達(dá) B。

要求 A 等待 TIME_WAIT還有一個(gè)原因就是防止產(chǎn)生混亂掰盘，A 直接關(guān)閉了摄悯，但是這個(gè)時(shí)候 B是不知道的，可能在 A 關(guān)閉之前 B還發(fā)送了很多數(shù)據(jù)包愧捕，如果這時(shí)候 A 的端口被一個(gè)新的應(yīng)用占用了的話奢驯，那么新的應(yīng)用就會(huì)接收到上個(gè)連接中 B發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包，這樣就混亂了次绘，雖然這個(gè)數(shù)據(jù)包是無效的瘪阁，但是等待 TIME_WAIT 可以是一個(gè)雙保險(xiǎn)，因而也需要等足夠長的時(shí)間邮偎，等到原來 B 發(fā)送的所有的包都死翹翹管跺，再空出端口來。

以上就是 TCP 協(xié)議三次握手禾进，四次揮手的原因豁跑，希望這篇文章對(duì)您的學(xué)習(xí)或者工作有所幫助，如果您覺得文章不錯(cuò)泻云，還請(qǐng)您幫忙點(diǎn)個(gè)贊和轉(zhuǎn)發(fā)艇拍，謝謝。

最后

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