所謂三次握手（Three-Way Handshake）即建立TCP連接，是指建立一個TCP連接時谬墙，需要客戶端和服務(wù)端總共發(fā)送3個包以確認連接的建立
和女朋友異地戀一年多，為了保持感情我提議每天晚上視頻聊天一次。

從好上開始拭抬，到現(xiàn)在部默，一年多也算堅持下來了。
（原文鏈接造虎，侵刪：http://www.sangeng.org/news/detail_136.html）
問題

有時候聊天的過程中傅蹂，我的網(wǎng)絡(luò)或者她的網(wǎng)絡(luò)可能會不好，視頻就會卡住算凿，聽不到對方的聲音份蝴，過一會兒之后才會恢復(fù)。

中間雙方可能就要不斷的確認網(wǎng)絡(luò)是否恢復(fù)氓轰，但是有時候會：

她：“你可以聽到了嗎婚夫？”

我：“可以了，你呢署鸡？”案糙、

她：“喂喂，你可以聽到了嗎储玫？”

我：“可以了侍筛，我可以聽到了，你呢撒穷？”

她：“你可以聽到了嗎？”

.....

這種情況很蛋疼裆熙，那么怎樣才能找一個簡單的辦法端礼，讓兩個人都確認自己可以聽到對方的聲音，對方也可以聽到自己的聲音呢入录？

注：以下情節(jié)純屬虛構(gòu)

方案

TCP建立連接為什么是三次握手蛤奥，而不是兩次或四次？

TCP僚稿，名為傳輸控制協(xié)議凡桥，是一種可靠的傳輸層協(xié)議，IP協(xié)議號為6蚀同。

順便說一句缅刽，原則上任何數(shù)據(jù)傳輸都無法確保絕對可靠，三次握手只是確贝缆纾可靠的基本需要衰猛。

舉個日常例子，打電話時我們對話如下：

對應(yīng)為客戶端與服務(wù)器之間的通信：

于是有了如下對話：

我：1+1等于幾刹孔？

她：2,2+2等于幾啡省？

我：4

首先兩個人約定協(xié)議

1.感覺網(wǎng)絡(luò)情況不對的時候，任何一方都可以發(fā)起詢問

2.任何情況下，若發(fā)起詢問后5秒還沒收到回復(fù)卦睹，則認為網(wǎng)絡(luò)不通

3.網(wǎng)絡(luò)不通的情況下等1min路由器之后再發(fā)起詢問

對于我而言畦戒，發(fā)起 “1+1等于幾”的詢問后

1. 若5s內(nèi)沒有收到回復(fù)，則認為網(wǎng)絡(luò)不通

2. 若收到回復(fù)结序，則我確認①我能聽到她的消息 ②她能聽到我的消息兢交，然后回復(fù)她的問題的答案

對于她而言，當感覺網(wǎng)絡(luò)情況不對的時候

1. 若沒有收到我的詢問笼痹，則她發(fā)起詢問

2. 若收到“1+1等于幾”配喳，則她確認 ①她可以聽到我的消息，然后回復(fù)我的問題的答案和她的問題“2凳干，2+2等于幾”

3. 若5s內(nèi)沒有收到我的回復(fù)“4”晴裹，則她確認 ②我聽不見她的消息

4. 若5s內(nèi)收到了我的回復(fù)“4”，則她確認 ②我可以聽見她的消息

這樣救赐，如果上面的對話得以完成涧团，就證明雙方都可以確認自己可以聽到對方的聲音，對方也可以聽到自己的聲音经磅！

這個故事可以解釋TCP為什么要三次握手嗎 ... 囧

關(guān)于四次揮手

先由客戶端向服務(wù)器端發(fā)送一個FIN泌绣，請求關(guān)閉數(shù)據(jù)傳輸。

當服務(wù)器接收到客戶端的FIN時预厌，向客戶端發(fā)送一個ACK阿迈，其中ack的值等于FIN+SEQ

然后服務(wù)器向客戶端發(fā)送一個FIN，告訴客戶端應(yīng)用程序關(guān)閉轧叽。

當客戶端收到服務(wù)器端的FIN是苗沧，回復(fù)一個ACK給服務(wù)器端。其中ack的值等于FIN+SEQ

為什么要4次揮手炭晒？

確保數(shù)據(jù)能夠完整傳輸待逞。

當被動方收到主動方的FIN報文通知時，它僅僅表示主動方?jīng)]有數(shù)據(jù)再發(fā)送給被動方了网严。

但未必被動方所有的數(shù)據(jù)都完整的發(fā)送給了主動方识樱，所以被動方不會馬上關(guān)閉SOCKET,它可能還需要發(fā)送一些數(shù)據(jù)給主動方后，

再發(fā)送FIN報文給主動方震束，告訴主動方同意關(guān)閉連接怜庸，所以這里的ACK報文和FIN報文多數(shù)情況下都是分開發(fā)送的。

一驴一、TCP報文格式

TCP報文格式圖：

上圖中有幾個字段需要重點介紹下：

（1）序號：Seq序號休雌，占32位，用來標識從TCP源端向目的端發(fā)送的字節(jié)流肝断，發(fā)起方發(fā)送數(shù)據(jù)時對此進行標記杈曲。

（2）確認序號：Ack序號驰凛，占32位，只有ACK標志位為1時担扑，確認序號字段才有效恰响，Ack=Seq+1。

（3）標志位：共6個涌献，即URG胚宦、ACK、PSH燕垃、RST枢劝、SYN、FIN等卜壕，具體含義如下：

（A）URG：緊急指針（urgent pointer）有效您旁。

（B）ACK：確認序號有效。

（C）PSH：接收方應(yīng)該盡快將這個報文交給應(yīng)用層轴捎。

（D）RST：重置連接鹤盒。

（E）SYN：發(fā)起一個新連接。

（F）FIN：釋放一個連接侦副。

需要注意的是：

（A）不要將確認序號Ack與標志位中的ACK搞混了侦锯。

（B）確認方Ack=發(fā)起方Req+1，兩端配對秦驯。

二尺碰、三次握手

TCP(Transmission Control Protocol)　傳輸控制協(xié)議

TCP是主機對主機層的傳輸控制協(xié)議，提供可靠的連接服務(wù)汇竭，采用三次握手確認建立一個連接

位碼即tcp標志位,有6種標示:

SYN(synchronous建立聯(lián)機)

ACK(acknowledgement 確認)

PSH(push傳送)

FIN(finish結(jié)束)

RST(reset重置)

URG(urgent緊急)

Sequence number(順序號碼)

Acknowledge number(確認號碼)

establish 建立葱蝗，創(chuàng)建

所謂三次握手（Three-Way Handshake）即建立TCP連接，是指建立一個TCP連接時细燎，需要客戶端和服務(wù)端總共發(fā)送3個包以確認連接的建立。在socket編程中皂甘，這一過程由客戶端執(zhí)行connect來觸發(fā)玻驻，整個流程如下圖所示：

（1）第一次握手：Client將標志位SYN置為1，隨機產(chǎn)生一個值seq=J偿枕，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server璧瞬，Client進入SYN_SENT狀態(tài)，等待Server確認渐夸。

（2）第二次握手：Server收到數(shù)據(jù)包后由標志位SYN=1知道Client請求建立連接嗤锉，Server將標志位SYN和ACK都置為1，ack (number )=J+1墓塌，隨機產(chǎn)生一個值seq=K瘟忱，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Client以確認連接請求奥额，Server進入SYN_RCVD狀態(tài)。

（3）第三次握手：Client收到確認后访诱，檢查ack是否為J+1垫挨，ACK是否為1，如果正確則將標志位ACK置為1触菜，ack=K+1九榔，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server，Server檢查ack是否為K+1涡相，ACK是否為1哲泊，如果正確則連接建立成功，Client和Server進入ESTABLISHED狀態(tài)催蝗，完成三次握手切威，隨后Client與Server之間可以開始傳輸數(shù)據(jù)了。

SYN攻擊：

在三次握手過程中生逸，Server發(fā)送SYN-ACK之后牢屋，收到Client的ACK之前的TCP連接稱為半連接（half-open connect），此時Server處于SYN_RCVD狀態(tài)槽袄，當收到ACK后烙无，Server轉(zhuǎn)入ESTABLISHED狀態(tài)。SYN攻擊就是Client在短時間內(nèi)偽造大量不存在的IP地址遍尺，并向Server不斷地發(fā)送SYN包截酷，Server回復(fù)確認包，并等待Client的確認乾戏，由于源地址是不存在的迂苛，因此，Server需要不斷重發(fā)直至超時鼓择，這些偽造的SYN包將長時間占用未連接隊列三幻，導(dǎo)致正常的SYN請求因為隊列滿而被丟棄，從而引起網(wǎng)絡(luò)堵塞甚至系統(tǒng)癱瘓呐能。SYN攻擊時一種典型的DDOS攻擊念搬，檢測SYN攻擊的方式非常簡單，即當Server上有大量半連接狀態(tài)且源IP地址是隨機的摆出，則可以斷定遭到SYN攻擊了朗徊，使用如下命令可以讓之現(xiàn)行：

netstat -nap | grep SYN_RECV

三、四次揮手

三次握手耳熟能詳偎漫，四次揮手估計就..所謂四次揮手（Four-Way Wavehand）即終止TCP連接爷恳，就是指斷開一個TCP連接時，需要客戶端和服務(wù)端總共發(fā)送4個包以確認連接的斷開象踊。在socket編程中温亲，這一過程由客戶端或服務(wù)端任一方執(zhí)行close來觸發(fā)棚壁，整個流程如下圖所示：

由于TCP連接時全雙工的，因此铸豁，每個方向都必須要單獨進行關(guān)閉灌曙，這一原則是當一方完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)后，發(fā)送一個FIN來終止這一方向的連接节芥，收到一個FIN只是意味著這一方向上沒有數(shù)據(jù)流動了在刺，即不會再收到數(shù)據(jù)了，但是在這個TCP連接上仍然能夠發(fā)送數(shù)據(jù)头镊，直到這一方向也發(fā)送了FIN蚣驼。首先進行關(guān)閉的一方將執(zhí)行主動關(guān)閉，而另一方則執(zhí)行被動關(guān)閉相艇，上圖描述的即是如此颖杏。

（1）第一次揮手：Client發(fā)送一個FIN，用來關(guān)閉Client到Server的數(shù)據(jù)傳送坛芽，Client進入FIN_WAIT_1狀態(tài)留储。

（2）第二次揮手：Server收到FIN后，發(fā)送一個ACK給Client咙轩，確認序號為收到序號+1（與SYN相同获讳，一個FIN占用一個序號），Server進入CLOSE_WAIT狀態(tài)活喊。

（3）第三次揮手：Server發(fā)送一個FIN丐膝，用來關(guān)閉Server到Client的數(shù)據(jù)傳送，Server進入LAST_ACK狀態(tài)钾菊。

（4）第四次揮手：Client收到FIN后帅矗，Client進入TIME_WAIT狀態(tài)，接著發(fā)送一個ACK給Server煞烫，確認序號為收到序號+1浑此，Server進入CLOSED狀態(tài)，完成四次揮手滞详。

上面是一方主動關(guān)閉尤勋，另一方被動關(guān)閉的情況，實際中還會出現(xiàn)同時發(fā)起主動關(guān)閉的情況茵宪，具體流程如下圖：

流程和狀態(tài)在上圖中已經(jīng)很明了了，在此不再贅述瘦棋，可以參考前面的四次揮手解析步驟稀火。

四、附注

關(guān)于三次握手與四次揮手通常都會有典型的面試題赌朋，在此提出供有需求的同學們參考：

（1）三次握手是什么或者流程凰狞？四次握手呢篇裁？答案前面分析就是。

（2）為什么建立連接是三次握手赡若，而關(guān)閉連接卻是四次揮手呢达布？

這是因為服務(wù)端在LISTEN狀態(tài)下，收到建立連接請求的SYN報文后逾冬，把ACK和SYN放在一個報文里發(fā)送給客戶端黍聂。而關(guān)閉連接時，當收到對方的FIN報文時身腻，僅僅表示對方不再發(fā)送數(shù)據(jù)了但是還能接收數(shù)據(jù)产还，己方也未必全部數(shù)據(jù)都發(fā)送給對方了，所以己方可以立即close嘀趟，也可以發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對方后脐区，再發(fā)送FIN報文給對方來表示同意現(xiàn)在關(guān)閉連接，因此她按，己方ACK和FIN一般都會分開發(fā)送牛隅。

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